JPWO2010074001A1 - プロピレン系樹脂組成物、成形体および容器 - Google Patents

プロピレン系樹脂組成物、成形体および容器 Download PDF

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Abstract

本発明は、容器等の成形体を薄肉化、軽量化した場合であっても各物性に優れるプロピレン系樹脂組成物を提供することを目的とする。本発明の組成物は、(A1)〜(A5)を満たすプロピレン系重合体(A)、(B1)〜(B3)を満たすエチレン・α−オレフィン共重合体(B)および造核剤を含む。(A1):デカン不溶分(Dinsol)が90.5〜97.0重量%であり、デカン可溶分(Dsol)が3.0〜9.5重量%である(A2):Dsolのηsolが1.0〜2.5dl/gである(A3):Dsol中のエチレン単位の重量が25〜35重量%である(A4):Dinsolのηinsolが0.8〜1.1dl/gである(A5):MFR(230℃、2.16kg)が35〜170g/10分である(B1):シングルサイト触媒を用いて重合された重合体である(B2):密度が900〜919kg/m3である(B3):MFR(190℃、2.16kg)が0.1〜50g/10分である

Description

本発明は、プロピレン系樹脂組成物、該組成物から形成される成形体および該組成物から形成される容器に関する。
ゼリー、プリン、コーヒー等の食品の包装容器(以下、食品包装容器とも記す)として、内容物の視認性、すなわち透明性に優れる容器が従来から求められている。透明性に優れる容器としては、その原料として、耐熱性、剛性および透明性に優れるプロピレン系樹脂組成物が用いられることが多い。
また、食品はその保管・流通において、低温の環境で扱われることが多いため、食品包装容器には、常温における耐衝撃性だけではなく、低温時の耐衝撃性、すなわち低温耐衝撃性が求められる。
耐衝撃性に優れるプロピレン系樹脂組成物として、プロピレン‐エチレンブロック共重合体、造核剤、および低密度ポリエチレン樹脂若しくは直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を含む組成物が知られている(例えば、特許文献1参照)。
低温耐衝撃性に優れるプロピレン系樹脂組成物としては、プロピレンブロック共重合体と、エチレン系樹脂からなる、特定の物性を有する組成物が知られている(例えば、特許文献2、3参照)。
ところで、近年環境負荷、コスト等の低減の観点から、これらの容器は、薄肉化、軽量化が求められている。
具体的には、一般的な食品包装容器の厚さは0.7〜0.9mm程度であったが、0.5mm以下の食品包装容器が求められている。
しかしながら、食品包装容器等の容器を、従来よりも薄肉化、軽量化した場合であっても、充分な性能を有する容器を製造することが可能な、プロピレン系樹脂組成物は、未だ知られていなかった。
特開2001−26686号公報 特開2002−187996号公報 特開2002−187997号公報
本発明は上記従来技術の有する課題を鑑みてされたものであり、食品包装容器等の容器をはじめとする成形体を製造した際に、従来よりも薄肉化、軽量化した場合であっても剛性、低温耐衝撃性、透明性に優れるプロピレン系樹脂組成物および該組成物から形成される容器等の成形体を提供することを目的とする。
本発明者らは上記課題を達成するために鋭意研究を重ねた結果、特定のプロピレン系重合体、特定のエチレン・α−オレフィン共重合体および造核剤を含むプロピレン系樹脂組成物から形成される容器等の成形体が、従来よりも薄肉化、軽量化した場合であっても剛性、低温耐衝撃性、透明性に優れることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明のプロピレン系樹脂組成物は、下記要件(A1)〜(A5)を満たすプロピレン系重合体(A)60〜80重量部、下記要件(B1)〜(B3)を満たすエチレン・α−オレフィン共重合体(B)20〜40重量部(ただし、プロピレン系重合体(A)およびエチレン・α−オレフィン共重合体(B)の合計を100重量部とする)、および造核剤0.1〜0.4重量部を含む。
(A1):プロピレン系重合体(A)のn‐デカンに不溶な成分(Dinsol)が90.5〜97.0重量%であり、n‐デカンに可溶な成分(Dsol)が3.0〜9.5重量%である(ただし、DinsolとDsolとの合計を100重量%とする)
(A2):前記Dsolの、テトラリン中135℃で測定した極限粘度[ηsol]が1.0〜2.5dl/gである
(A3):前記Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量が、前記Dsol100重量%中25〜35重量%である
(A4):前記Dinsolの、テトラリン中135℃で測定した極限粘度[ηinsol]が0.8〜1.1dl/gである
(A5):プロピレン系重合体(A)のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)が35〜170g/10分である
(B1):エチレン・α−オレフィン共重合体(B)が、触媒としてシングルサイト触媒を用いて重合されたエチレン・α−オレフィン共重合体である
(B2):エチレン・α−オレフィン共重合体(B)の密度が900〜919kg/m3である
(B3):エチレン・α−オレフィン共重合体(B)のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度190℃、荷重2.16kg)が0.1〜50g/10分である
前記プロピレン系重合体(A)が下記要件(A2’)を満たし、前記エチレン・α−オレフィン共重合体(B)が、下記要件(B3’)を満たすことが好ましい。
(A2’):前記Dsolの、テトラリン中135℃で測定した極限粘度[ηsol]が1.5〜2.5dl/gである
(B3’):エチレン・α−オレフィン共重合体(B)のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度190℃、荷重2.16kg)が1〜10g/10分である
本発明のプロピレン系樹脂組成物は、メルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)が20〜100g/10分であることが好ましい。
前記エチレン・α−オレフィン共重合体(B)のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度190℃、荷重2.16kg)が2.0〜5.0g/10分であることが好ましい。
前記プロピレン系樹脂組成物が下記要件(X1)を満たすことが好ましい。
(X1):型締め力100トンの射出成形機を用いて、シリンダー温度200℃、金型温度40℃、射出1次圧力1700Kg/cm2、射出速度30mm/sec、保圧1次圧力350kg/cm2、保圧1次時間4sec、保圧速度4mm/secの条件で、プロピレン系樹脂組成物のペレットを射出成形し、長さ129mm、幅119mm、厚さ1mmの成形体を得て、該成形体をさらに小さく切り出し、得られた切り出し片を樹脂包埋し、樹脂包埋された切り出し片をRuO4結晶とともにガラス瓶に封入し染色を行い、ウルトラミクロトームを用いて常温で切断することにより得られた、超薄切片を、TEMを用いて観察することにより得られるTEM画像において、スキン層(成形体表面から深さ2〜5μmの層)の濃色部の深さ方向の幅が0.4μm以下である
本発明のプロピレン系樹脂組成物は、引張弾性率が1300〜1800MPaであることが好ましい。
本発明の成形体は、前記プロピレン系樹脂組成物から形成される。
本発明の容器は、前記プロピレン系樹脂組成物から形成される。
本発明の食品包装容器は、前記プロピレン系樹脂組成物から形成される。
本発明の容器は、前記プロピレン系樹脂組成物を射出成形または射出延伸ブロー成型することにより得られることが好ましい。
本発明の食品包装容器は、前記プロピレン系樹脂組成物を射出成形または射出延伸ブロー成型することにより得られることが好ましい。
本発明のプロピレン系樹脂組成物は、食品包装容器等の容器をはじめとする成形体を製造した際に、従来よりも薄肉化、軽量化した場合であっても剛性、低温耐衝撃性、透明性に優れる。
実施例1のTEM観察用試験片から得られたTEM観察用検体の、スキン層のTEM画像である。なお、符号1は、包埋樹脂を示す。 実施例1のTEM観察用試験片から得られたTEM観察用検体の、コア層のTEM画像である。 実施例5のTEM観察用試験片から得られたTEM観察用検体の、スキン層のTEM画像である。なお、符号1は、包埋樹脂を示す。 実施例5のTEM観察用試験片から得られたTEM観察用検体の、コア層のTEM画像である。 比較例13のTEM観察用試験片から得られたTEM観察用検体の、スキン層のTEM画像である。なお、符号1は、包埋樹脂を示す。 比較例13のTEM観察用試験片から得られたTEM観察用検体の、コア層のTEM画像である。
次に本発明について具体的に説明する。
本発明のプロピレン系樹脂組成物は、下記要件(A1)〜(A5)を満たすプロピレン系重合体(A)60〜80重量部、下記要件(B1)〜(B3)を満たすエチレン・α−オレフィン共重合体(B)20〜40重量部(ただし、プロピレン系重合体(A)およびエチレン・α−オレフィン共重合体(B)の合計を100重量部とする)、および造核剤0.1〜0.4重量部を含む。
(A1):プロピレン系重合体(A)のn‐デカンに不溶な成分(Dinsol)が90.5〜97.0重量%であり、n‐デカンに可溶な成分(Dsol)が3.0〜9.5重量%である(ただし、DinsolとDsolとの合計を100重量%とする)
(A2):前記Dsolの、テトラリン中135℃で測定した極限粘度[ηsol]が1.0〜2.5dl/gである
(A3):前記Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量が、前記Dsol100重量%中25〜35重量%である
(A4):前記Dinsolの、テトラリン中135℃で測定した極限粘度[ηinsol]が0.8〜1.1dl/gである
(A5):プロピレン系重合体(A)のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)が35〜170g/10分である
(B1):エチレン・α−オレフィン共重合体(B)が、触媒としてシングルサイト触媒を用いて重合されたエチレン・α−オレフィン共重合体である
(B2):エチレン・α−オレフィン共重合体(B)の密度が900〜919kg/m3である
(B3):エチレン・α−オレフィン共重合体(B)のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度190℃、荷重2.16kg)が0.1〜50g/10分である
〔プロピレン系重合体(A)〕
本発明のプロピレン系樹脂組成物は、上記要件(A1)〜(A5)を満たすプロピレン系重合体(A)を含む。なお、「要件(A1)〜(A5)を満たすプロピレン系重合体(A)」を、「プロピレン系重合体(A)」とも記す。
本発明に用いるプロピレン系重合体(A)は、要件(A1)〜(A5)を満たしていればよく、特に限定はされないが、通常は、プロピレンおよびエチレンを共重合することにより得られる共重合体であり、主にプロピレン由来の構成単位からなる成分(以下、プロピレン単独重合体部とも記す)と、主にプロピレンおよびエチレン由来の構成単位からなる成分(以下、プロピレン・エチレン共重合体部とも記す)とを含むプロピレン系共重合体(いわゆるブロック共重合体)であることが好ましい。また、炭素数が4〜10のα−オレフィンに由来する構成単位を、コモノマー成分としてプロピレン系重合体(A)100重量%中に3重量%以下程度含んでいても良い。
(要件(A1))
プロピレン系重合体(A)のn‐デカンに不溶な成分(Dinsol)が90.5〜97.0重量%であり、n‐デカンに可溶な成分(Dsol)が3.0〜9.5重量%であり、好ましくはn‐デカンに不溶な成分(Dinsol)が92.0〜96.0重量%であり、n‐デカンに可溶な成分(Dsol)が4.0〜8.0重量%である(ただし、DinsolとDsolとの合計を100重量%とする)。
本発明に用いるプロピレン系重合体(A)は、前記範囲内でn‐デカンに不溶な成分(Dinsol)と、可溶な成分(Dsol)とを有する重合体である。
プロピレン系重合体(A)において、通常n‐デカンに不溶な成分(Dinsol)とは、主にプロピレン由来の構成単位からなる成分(以下、プロピレン単独重合体部とも記す)であり、結晶性を有し、高い剛性を示すと考えられる。n‐デカンに可溶な成分(Dsol)とは、主にプロピレンおよびエチレン由来の構成単位からなる成分(以下、共重合体部とも記す)である。Dsol成分は結晶性を示さないか、もしくは結晶性が低い成分であり、ガラス転移温度が低く、耐衝撃性や相溶性を発現すると考えられる。これはゴム成分と言われることもある。本発明のプロピレン系重合体(A)は、通常プロピレン単独重合体部および共重合体部を有するプロピレン系共重合体(いわゆるブロック共重合体)である。
後述する本発明のプロピレン系樹脂組成物は後述するように所謂海島構造を形成し、Dinsol成分が主として海部、後述するエチレン・α−オレフィン共重合体(B)が主として島部を形成し、Dsol成分は主としてDinsol成分とエチレン・α−オレフィン共重合体(B)の相溶化や耐衝撃改良に関与していると考えられる。
insolが上記範囲を下回り、Dsolが上記範囲を上回ると、剛性の高いDinsolの割合が減ることから本発明のプロピレン系樹脂組成物から得られた容器等の成形体の剛性が低下する。また、本発明のプロピレン系樹脂組成物はDinsolを連続相とした、いわゆる海島構造をとるが、Dsolが上記範囲を上回ると透明性が低下する傾向にある、これは、島部が増加し、反射光が増大するためと考えられる。一方Dsolが上記範囲を下回り、Dinsolが上記範囲を上回ると、本発明のプロピレン系樹脂組成物から得られる成形体の耐衝撃性が低下する傾向にある。Dsolの割合が減る事により衝撃に対しての吸収エネルギーが低下するためと考えられる。
なお、プロピレン系重合体(A)のDinsolおよびDsolの割合は以下の方法により求めることができる。
プロピレン系重合体(A)のサンプル5gにn−デカン200mlを加え、145℃、30分間加熱溶解を行い、溶液(1)を得る。次に約2時間かけて、溶液を25℃まで冷却を行い、25℃で30分間放置し、析出物(α)を含む溶液(2)を得る。その後、溶液(2)から析出物(α)を目開き約15μmの濾布でろ別し、析出物(α)を乾燥させた後、析出物(α)の重量を測定する。該析出物(α)の重量をサンプル重量(5g)で除したものを、n−デカン不溶部(Dinsol)の割合とする。また、析出物(α)をろ別した溶液(2)を、溶液(2)の約3倍量のアセトン中に入れ、n−デカン中に溶解していた成分を析出させ、析出物(β)を得る。その後、析出物(β)をガラスフィルター(G2、目開き約100〜160μm)でろ別し、乾燥させた後、析出物(β)の重量を測定する。このときの析出物(β)の重量をサンプル重量(5g)で除したものをn−デカン可溶部(Dsol)の割合とする。なお、後述する実施例においては、析出物(β)をろ別したろ液側を濃縮乾固しても残渣は認められなかった。
なお、プロピレン系重合体中のDinsolおよびDsolの割合の調整は、後述する製造条件を調整することにより任意の量とすることができる。
より詳細には、後述するプロピレン系重合体(A)の製法における、〔工程1〕の重合時間を〔工程2〕の重合時間に比較して長くする事で、Dinsolの割合を多く、Dsolの割合を少なくする事が出来る。また、〔工程2〕の重合時間を〔工程1〕の重合時間に比較して長くする事で、Dinsolの割合を少なく、Dsolの割合を多くする事が出来る。
(要件(A2))
前記Dsolの、テトラリン中135℃で測定した極限粘度[ηsol]が1.0〜2.5dl/gであり、好ましくは1.5〜2.5dl/gであり、より好ましくは1.6〜2.0dl/gである。
極限粘度[ηsol]が上記範囲を下回ると、本発明のプロピレン系樹脂組成物から得られた容器等の成形体の耐衝撃性が低下する傾向にある。Dsolの分子量が低下し、衝撃吸収エネルギーが低くなる為と考えられる。また極限粘度[ηsol]が上記範囲を上回ると、本発明のプロピレン系樹脂組成物から得られた容器等の成形体の透明性が低下する傾向がある。Dsolの分子量が高いため、分散不良を起こすためと考えられる。
なお、プロピレン系重合体(A)の前記Dsolの、テトラリン中135℃で測定した極限粘度[ηsol]は下記のようにして決定することが出来る。
サンプルは、前記のDinsolおよびDsolの割合を求めた際に得られた析出物(β)を用いた。このサンプル約25mgをテトラリン25mlに溶解し、135℃のオイルバス中で比粘度ηspを測定する。このテトラリン溶液にテトラリン溶媒を5ml追加して希釈後、同様にして比粘度ηspを測定する。この希釈操作をさらに2回繰り返し、濃度(C)を0に外挿した時のηsp/Cの値を極限粘度として求め、この値をDsolの、テトラリン中135℃で測定した極限粘度[ηsol]とした。
なお、Dsolの、テトラリン中135℃で測定した極限粘度[ηsol]の調整は、後述する製造条件を調整することにより任意の量とすることができる。
より詳細には、プロピレン系重合体(A)の製法における、〔工程2〕の重合の際に、連鎖移動剤として用いる水素ガスのフィード量で調整が可能である。つまり、プロピレンのフィード量またはプロピレンとエチレンをフィードする場合はプロピレンとエチレンのフィード量に対して、水素ガスのフィード量を多くすると極限粘度[ηsol]を小さくすることができ、プロピレンのフィード量またはプロピレンとエチレンをフィードする場合はプロピレンとエチレンのフィード量に対して、水素ガスのフィード量を少なくすると極限粘度[ηsol]を大きくすることができる。
(要件(A3))
前記Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量が、前記Dsol100重量%中25〜35重量%であり、好ましくは25.0〜35.0重量%であり、より好ましくは28〜31重量%、更に好ましくは28.0〜31.0重量%である。
sol中のエチレンに由来する構成単位の重量が上記範囲を下回ると、本発明のプロピレン系樹脂組成物から得られた容器等の成形体の耐衝撃性(特に低温耐衝撃性)が劣る傾向がある。Dsolのエチレンの割合が減る事によりガラス転移温度が低下し、結晶化度が高くなり、衝撃に対しての吸収エネルギーが低下するためと考えられる。
一方、Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量が上記範囲を上回ると、本発明のプロピレン系樹脂組成物から得られた容器等の成形体の透明性が低下する傾向がある。DsolがDinsolに相溶化し難くなり、島部の分散粒径が大きくなる為と考えられる。
なお、プロピレン系重合体(A)の前記Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量は13C−NMRの測定に基づき下記のようにして測定・算出し決定した。
サンプルは、前記のDinsolおよびDsolの割合を求めた際に得られた析出物(β)を用いた。この析出物(β)をサンプルとして、下記条件にて13C−NMRの測定を行った。
13C-NMR測定条件
測定装置:日本電子製LA400型核磁気共鳴装置
測定モード:BCM(Bilevel Complete decoupling)
観測周波数:100.4MHz
観測範囲:17006.8Hz
パルス幅:C核45°(7.8μ秒)
パルス繰り返し時間:5秒
試料管:5mmφ
試料管回転数:12Hz
積算回数:20000回
測定温度:125℃
溶媒:1,2,4−トリクロロベンゼン:0.35ml/重ベンゼン:0.2ml
試料量:約40mg
測定で得られたスペクトルより、下記文献(1)に準じて、モノマー連鎖分布(トリアッド(3連子)分布)の比率を決定し、プロピレン系重合体のDsol中のエチレンに由来する構成単位のモル分率(mol%) (以下E(mol%)と記す)およびプロピレンに由来する構成単位のモル分率(mol%) (以下P(mol%)と記す)を算出した。求められたE(mol%)およびP(mol%)から下記(式1)に従い重量%に換算しプロピレン系重合体のDsol中のエチレンに由来する構成単位の重量(重量%)(以下E(wt%)と記す)を算出した。
文献(1):Kakugo,M.; Naito,Y.; Mizunuma,K.; Miyatake,T., Carbon-13 NMR determination of monomer sequence distribution in ethylene-propylene copolymers prepared with delta-titanium trichloride-diethylaluminum chloride. Macromolecules 1982, 15, (4), 1150-1152
E (wt%)=E(mol%)×28×100/[P(mol%)×42+E(mol%)×28]・・・(式1)
なお、Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量の調整は、後述する製造条件を調整することにより任意の量とすることができる。
より詳細には、プロピレン系重合体(A)の製法における、〔工程2〕の重合の際に、プロピレンフィード量に対し、エチレンフィード量を多くする事により、前記Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量を多くすることが出来る。また、〔工程2〕重合の際に、プロピレンフィード量に対し、エチレンフィード量を少なくする事により、前記Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量を少なくすることが出来る。
(要件(A4))
前記Dinsolの、テトラリン中135℃で測定した極限粘度[ηinsol]が0.8〜1.1dl/gである。
極限粘度[ηinsol]が上記範囲を下回ると、Dinsol中の低分子量成分が多くなり、衝撃に対しての吸収エネルギーが低下することから、本発明のプロピレン系樹脂組成物から得られた容器等の成形体の耐衝撃性が劣り、また極限粘度[ηinsol]が上記範囲を上回ると、Dinsol中の高分子量成分が多くなり、容器等の成形体を製造する際の樹脂の流動性が劣り、薄肉化した成形体を製造することが困難となる。
なお、プロピレン系重合体(A)の前記Dinsolの、テトラリン中135℃で測定した極限粘度[ηinsol]は下記のようにして決定することが出来る。
サンプルは、前記のDinsolおよびDsolの割合を求めた際に得られた析出物(α)を用いた。このサンプル約25mgをテトラリン25mlに溶解し、135℃のオイルバス中で比粘度ηspを測定する。このテトラリン溶液にテトラリン溶媒を5ml追加して希釈後、同様にして比粘度ηspを測定する。この希釈操作をさらに2回繰り返し、濃度(C)を0に外挿した時のηsp/Cの値を極限粘度として求め、この値をDinsolの、テトラリン中135℃で測定した極限粘度[ηinsol]とした。
なお、Dinsolの、テトラリン中135℃で測定した極限粘度[ηinsol]の調整は、後述する製造条件を調整することにより任意の量とすることができる。
より詳細には、プロピレン系重合体(A)の製法における、〔工程1〕の重合の際に、連鎖移動剤として用いる水素ガスのフィード量で調整が可能である。つまり、プロピレンのフィード量またはプロピレンとエチレンをフィードする場合はプロピレンとエチレンのフィード量に対して、水素ガスのフィード量を多くすると極限粘度[ηinsol]を小さくすることができ、プロピレンのフィード量またはプロピレンとエチレンをフィードする場合はプロピレンとエチレンのフィード量に対して、水素ガスのフィード量を少なくすると極限粘度[ηinsol]を大きくすることができる。
(要件(A5))
プロピレン系重合体(A)のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)が35〜170g/10分であり、好ましくは40〜150g/10分であり、より好ましくは50〜130g/10分である。
プロピレン系重合体(A)のメルトフローレート(MFR)が上記範囲を上回ると、本発明のプロピレン系樹脂組成物から得られた容器等の成形体の耐衝撃性が劣り、またプロピレン系重合体(A)のメルトフローレート(MFR)が上記範囲を下回ると、本発明のプロピレン系樹脂組成物を用いて、容器等の成形体を製造する際の樹脂の流動性が劣り、薄肉化した成形体を製造することが困難となる。
なお、プロピレン系重合体(A)のメルトフローレート(MFR)の調整は、後述する製造条件を調整することにより任意の量とすることができる。
より詳細には、プロピレン系重合体(A)の製法における、〔工程1〕及び〔工程2〕のプロピレンおよび/またはエチレンのフィード量に対し、連鎖移動剤としての水素ガスのフィード量の調整をする事により調整可能である。プロピレンのフィード量またはプロピレンとエチレンをフィードする場合はプロピレンとエチレンのフィード量に対し水素フィード量を多くするとでメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)を高くすることが出来、プロピレンのフィード量またはプロピレンとエチレンをフィードする場合はプロピレンとエチレンのフィード量に対し水素フィード量を少なくすることでメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)を低くすることが出来る。
また、上記方法以外でも、重合で得られたプロピレン系重合体を有機過酸化物存在下で溶融混練処理することによりメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)を調整することができる。重合で得られたプロピレン系重合体を、有機過酸化物存在下での溶融混練処理を行うことによりメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は高くなり、有機過酸化物存在下での溶融混練処理を行う際の有機過酸化物の添加量を増やすことでメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)はより高くなる。
重合で得られたプロピレン系重合体に、有機過酸化物存在下での溶融混練処理を施す場合、プロピレン系重合体100重量部に対して有機過酸化物を0.005から0.05重量部の間で使用することが望ましい。
上記有機過酸化物存在下での溶融混練処理で使用することができる有機過酸化物としては、特に限定はされないが、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーベンゾエート、t−ブチルパーアセテート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、2,5−ジ−メチル−2,5−ジ−(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジ−メチル−2,5−ジ−(ベンゾイルパーオキシ)ヘキシン−3、t−ブチル−ジ−パーアジペート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、メチル−エチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジキユミルパーオキサイド、2,5−ジ−メチル−2,5−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5,−ジ−メチル−2,5−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、1,3−ビス−(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、t−ブチルキユミルパーオキサイド、1,1−ビス−(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス−(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ビス−(t−ブチルパーオキシ)ブタン、p−メンタンハイドロパーオキサイド、ジ−イソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、キユメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、p−サイメンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラ−メチルブチルハイドロパーオキサイドもしくは2,5−ジ−メチル−2,5−ジ−(ハイドロパーオキシ)ヘキサンなどの有機過酸化物を例示できる。また、これらのうち、2,5−ジ−メチル−2,5−ジ−(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、1,3−ビス−(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンがより好ましい。
本発明に用いるプロピレン系重合体(A)の製造方法としては、特に限定はないが、通常は、メタロセン化合物含有触媒存在下あるいは、チーグラーナッタ触媒存在下で、プロピレンおよびエチレンを共重合することにより得られる。
なお、プロピレン系重合体(A)は、チーグラーナッタ触媒存在下で、プロピレンおよびエチレンを共重合することにより得られることが好ましい。分子量分布が広く成形性が良好な樹脂が得られ易い為である。
(メタロセン化合物含有触媒)
前記メタロセン化合物含有触媒としては、メタロセン化合物、並びに、有機金属化合物、有機アルミニウムオキシ化合物およびメタロセン化合物と反応してイオン対を形成することのできる化合物から選ばれる少なくとも1種以上の化合物、さらに必要に応じて粒子状担体とからなるメタロセン触媒を挙げることができ、好ましくはアイソタクチックまたはシンジオタクチック構造等の立体規則性重合をすることのできるメタロセン触媒を挙げることができる。前記メタロセン化合物の中では、国際公開01/27124号パンフレットに例示されている架橋性メタロセン化合物が好適に用いられる。
上記一般式[I]において、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14は水素、炭化水素基、ケイ素含有基から選ばれ、それぞれ同一でも異なっていてもよい。このような炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、アリル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デカニル基などの直鎖状炭化水素基;イソプロピル基、tert-ブチル基、アミル基、3−メチルペンチル基、1,1−ジエチルプロピル基、1,1−ジメチルブチル基、1−メチル−1−プロピルブチル基、1,1−プロピルブチル基、1,1−ジメチル−2−メチルプロピル基、1−メチル−1−イソプロピル−2−メチルプロピル基などの分岐状炭化水素基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基などの環状飽和炭化水素基;フェニル基、トリル基、ナフチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、アントラセニル基などの環状不飽和炭化水素基;ベンジル基、クミル基、1,1−ジフェニルエチル基、トリフェニルメチル基などの環状不飽和炭化水素基の置換した飽和炭化水素基;メトキシ基、エトキシ基、フェノキシ基、フリル基、N−メチルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、N−フェニルアミノ基、ピリル基、チエニル基などのヘテロ原子含有炭化水素基等を挙げることができる。ケイ素含有基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ジメチルフェニルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、トリフェニルシリル基などを挙げることができる。また、R5からR12の隣接した置換基は互いに結合して環を形成してもよい。このような置換フルオレニル基としては、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、オクタヒドロジベンゾフルオレニル基、オクタメチルオクタヒドロジベンゾフルオレニル基、オクタメチルテトラヒドロジシクロペンタフルオレニル基などを挙げることができる。
前記一般式[I]において、シクロペンタジエニル環に置換するR1、R2、R3、R4は水素、または炭素数1〜20の炭化水素基であることが好ましい。炭素数1〜20の炭化水素基としては、前述の炭化水素基を例示することができる。さらに好ましくはR1、R3が炭素数1〜20の炭化水素基(他は水素)である。
前記一般式[I]において、フルオレン環に置換するR5〜R12は炭素数1〜20の炭化水素基であることが好ましい。炭素数1〜20の炭化水素基としては、前述の炭化水素基を例示することができる。R5からR12の隣接した置換基は互いに結合して環を形成してもよい。
前記一般式[I]において、シクロペンタジエニル環とフルオレニル環を架橋するYは周期表第14族元素であることが好ましく、より好ましくは炭素、ケイ素、ゲルマニウムでありさらに好ましくは炭素原子である。このYに置換するR13、R14は炭素数1〜20の炭化水素基が好ましい。これらは相互に同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。炭素数1〜20の炭化水素基としては、前述の炭化水素基を例示することができる。さらに好ましくはR13、R14は炭素数6〜20のアリール(aryl)基である。アリール基としては、前述の環状不飽和炭化水素基、環状不飽和炭化水素基の置換した飽和炭化水素基、ヘテロ原子含有環状不飽和炭化水素基を挙げることができる。また、R13、R14はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。このような置換基としては、フルオレニリデン基、10-ヒドロアントラセニリデン基、ジベンゾシクロヘプタジエニリデン基などが好ましい。
前記一般式[I]において、Mは好ましくは周期表第4族遷移金属であり、さらに好ましくはTi、Zr、またはHfである。また、Qはハロゲン、炭化水素基、アニオン配位子または孤立電子対で配位可能な中性配位子から同一または異なる組合せで選ばれる。jは1〜4の整数であり、jが2以上の時は、Qは互いに同一でも異なっていてもよい。ハロゲンの具体例としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素であり、炭化水素基の具体例としては前述と同様のものなどが挙げられる。アニオン配位子の具体例としては、メトキシ、tert-ブトキシ、フェノキシなどのアルコキシ基、アセテート、ベンゾエートなどのカルボキシレート基、メシレート、トシレートなどのスルホネート基等が挙げられる。孤立電子対で配位可能な中性配位子の具体例としては、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィンなどの有機リン化合物、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサン、1,2−ジメトキシエタンなどのエーテル類等が挙げられる。Qは少なくとも1つがハロゲンまたはアルキル基であることが好ましい。
このような架橋メタロセン化合物としては、ジフェニルメチレン(3-tert-ブチル-5-メチル-シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(3-tert-ブチル-5-メチル-シクロペンタジエニル)(2,7-ジtert-ブチルフルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(3-tert-ブチル-5-メチル-シクロペンタジエニル)(3,6-ジtert-ブチルフルオレニル)ジルコニウムジクロリド、(メチル)(フェニル)メチレン(3-tert-ブチル-5-メチル-シクロペンタジエニル)(オクタメチルオクタヒドロベンゾフルオレニル)ジルコニウムジクロリド、[3-(1',1',4',4',7',7',10',10'-オクタメチルオクタヒドロジベンゾ[b,h]フルオレニル)(1,1,3-トリメチル-5-tert-ブチル-1,2,3,3a-テトラヒドロペンタレン)]ジルコニウムジクロライド(下記式[II]で表される化合物)、下記式[III]で表される化合物などが好ましく挙げられる。
なお、プロピレン系重合体(A)の製造に用いられるメタロセン触媒において、前記一般式[I]で表わされる第4族遷移金属化合物とともに用いられる、有機金属化合物、有機アルミニウムオキシ化合物、および遷移金属化合物と反応してイオン対を形成する化合物、さらには必要に応じて用いられる粒子状担体については、前記公報(WO01/27124号パンフレット)や特開平11−315109号公報中に開示された化合物を制限無く使用することができる。
(チーグラーナッタ触媒)
本発明に用いるプロピレン系重合体(A)は、高立体規則性チーグラーナッタ触媒を用いることにより製造することができる。前記高立体規則性チーグラーナッタ触媒としては、公知の種々の触媒が使用できる。たとえば、(a)マグネシウム、チタン、ハロゲンおよび電子供与体を含有する固体状チタン触媒成分と、(b)有機金属化合物触媒成分と、(c)シクロペンチル基、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基およびこれらの誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種の基を有する有機ケイ素化合物触媒成分とからなる触媒を用いることができる。
上記固体状チタン触媒成分(a)は、マグネシウム化合物(a−1)、チタン化合物(a−2)および電子供与体(a−3)を接触させることにより調製することができる。マグネシウム化合物(a−1)としては、マグネシウム−炭素結合またはマグネシウム−水素結合を有するマグネシウム化合物のような還元能を有するマグネシウム化合物、およびハロゲン化マグネシウム、アルコキシマグネシウムハライド、アリロキシマグネシウムハライド、アルコキシマグネシウム、アリロキシマグネシウム、マグネシウムのカルボン酸塩等で代表される還元能を有さないマグネシウム化合物をあげることができる。
固体状チタン触媒成分(a)の調製の際には、チタン化合物(a−2)としては、たとえば下記式(1)で示される4価のチタン化合物を用いるのが好ましい。
Ti(OR)g4-g …(1)
(式(1)中、Rは炭化水素基、Xはハロゲン原子、0≦g≦4である。)
具体的にはTiCl4、TiBr4、TiI4などのテトラハロゲン化チタン;Ti(OCH3)Cl3、Ti(OC25)Cl3、Ti(O−n−C49)Cl3、Ti(OC25)Br3、Ti(O−iso−C49)Br3などのトリハロゲン化アルコキシチタン;Ti(OCH3)2Cl2、Ti(OC25)2Cl2、Ti(O−n−C49)2Cl2、Ti(OC25)2Br2などのジハロゲン化ジアルコキシチタン;Ti(OCH3)3Cl、Ti(OC25)3Cl、Ti(O−n−C49)3Cl、Ti(OC25)3Brなどのモノハロゲン化トリアルコキシチタン;Ti(OCH3)4、Ti(OC25)4、Ti(O−n−C49)4、Ti(O−iso−C49)4、Ti(O−2−エチルヘキシル)4などのテトラアルコキシチタン等があげられる。
固体状チタン触媒成分(a)の調製の際に用いられる電子供与体(a−3)としては、たとえばアルコール、フェノール、ケトン、アルデヒド、有機酸または無機酸のエステル、有機酸ハライド、エーテル、酸アミド、酸無水物、アンモニア、アミン、ニトリル、イソシアネート、含窒素環状化合物、含酸素環状化合物などがあげられる。
上記のようなマグネシウム化合物(a−1)、チタン化合物(a−2)および電子供与体(a−3)を接触させる際には、ケイ素、リン、アルミニウムなどの他の反応試剤を共存させてもよく、また担体を用いて担体担持型の固体状チタン触媒成分(a)を調製することもできる。
固体状チタン触媒成分(a)は、公知の方法を含むあらゆる方法を採用して調製することができるが、下記に数例あげて簡単に述べる。
(1)電子供与体(液状化剤)(a−3)を含むマグネシウム化合物(a−1)の炭化水素溶液を、有機金属化合物と接触反応させて固体を析出させた後、または析出させながらチタン化合物(a−2)と接触反応させる方法。
(2)マグネシウム化合物(a−1)および電子供与体(a−3)からなる錯体を有機金属化合物と接触、反応させた後、チタン化合物(a−2)を接触反応させる方法。
(3)無機担体と有機マグネシウム化合物(a−1)との接触物に、チタン化合物(a−2)および電子供与体(a−3)を接触反応させる方法。この際予め接触物をハロゲン含有化合物および/または有機金属化合物と接触反応させてもよい。
(4)液状化剤および場合によっては炭化水素溶媒を含むマグネシウム化合物(a−1)溶液、電子供与体(a−3)および担体の混合物から、マグネシウム化合物(a−1)の担持された担体を得た後、次いでチタン化合物(a−2)を接触させる方法。
(5)マグネシウム化合物(a−1)、チタン化合物(a−2)、電子供与体(a−3)、場合によってはさらに炭化水素溶媒を含む溶液と、担体とを接触させる方法。
(6)液状の有機マグネシウム化合物(a−1)と、ハロゲン含有チタン化合物(a−2)とを接触させる方法。このとき電子供与体(a−3)を少なくとも1回は用いる。
(7)液状の有機マグネシウム化合物(a−1)とハロゲン含有化合物とを接触させた後、チタン化合物(a−2)を接触させる方法。この過程において電子供与体(a−3)を少なくとも1回は用いる。
(8)アルコキシ基含有マグネシウム化合物(a−1)と、ハロゲン含有チタン化合物(a−2)とを接触させる方法。このとき電子供与体(a−3)を少なくとも1回は用いる。
(9)アルコキシ基含有マグネシウム化合物(a−1)および電子供与体(a−3)からなる錯体と、チタン化合物(a−2)とを接触させる方法。
(10)アルコキシ基含有マグネシウム化合物(a−1)および電子供与体(a−3)からなる錯体を、有機金属化合物と接触させた後、チタン化合物(a−2)と接触反応させる方法。
(11)マグネシウム化合物(a−1)と、電子供与体(a−3)と、チタン化合物(a−2)とを任意の順序で接触、反応させる方法。この反応に先立って、各成分を、電子供与体(a−3)、有機金属化合物、ハロゲン含有ケイ素化合物などの反応助剤で予備処理してもよい。
(12)還元能を有さない液状のマグネシウム化合物(a−1)と、液状チタン化合物(a−2)とを、電子供与体(a−3)の存在下で反応させて固体状のマグネシウム・チタン複合体を析出させる方法。
(13)上記(12)で得られた反応生成物に、チタン化合物(a−2)をさらに反応させる方法。
(14)上記(11)または(12)で得られる反応生成物に、電子供与体(a−3)およびチタン化合物(a−2)をさらに反応させる方法。
(15)マグネシウム化合物(a−1)と、チタン化合物(a−2)と、電子供与体(a−3)とを粉砕して得られた固体状物を、ハロゲン、ハロゲン化合物または芳香族炭化水素のいずれかで処理する方法。なおこの方法においては、マグネシウム化合物(a−1)のみを、あるいはマグネシウム化合物(a−1)と電子供与体(a−3)とからなる錯化合物を、あるいはマグネシウム化合物(a−1)とチタン化合物(a−2)とを粉砕する工程を含んでもよい。また粉砕後に反応助剤で予備処理し、次いでハロゲンなどで処理してもよい。反応助剤としては、有機金属化合物あるいはハロゲン含有ケイ素化合物などが用いられる。
(16)マグネシウム化合物(a−1)を粉砕した後、チタン化合物(a−2)を接触させる方法。マグネシウム化合物(a−1)の粉砕時および/または接触時には、電子供与体(a−3)を必要に応じて反応助剤とともに用いる。
(17)上記(11)〜(16)で得られる化合物をハロゲン、ハロゲン化合物または芳香族炭化水素で処理する方法。
(18)金属酸化物、有機マグネシウム(a−1)およびハロゲン含有化合物との接触反応物を、電子供与体(a−3)および好ましくはチタン化合物(a−2)と接触させる方法。
(19)有機酸のマグネシウム塩、アルコキシマグネシウム、アリーロキシマグネシウムなどのマグネシウム化合物(a−1)を、チタン化合物(a−2)、電子供与体(a−3)、必要に応じてハロゲン含有炭化水素と接触させる方法。
(20)マグネシウム化合物(a−1)とアルコキシチタンとを含む炭化水素溶液と、電子供与体(a−3)および必要に応じてチタン化合物(a−2)と接触させる方法。この際ハロゲン含有ケイ素化合物などのハロゲン含有化合物を共存させることが好ましい。
(21)還元能を有さない液状のマグネシウム化合物(a−1)と、有機金属化合物とを反応させて固体状のマグネシウム・金属(アルミニウム)複合体を析出させ、次いで電子供与体(a−3)およびチタン化合物(a−2)を反応させる方法。
前記有機金属化合物触媒成分(b)としては、周期表第I族〜第III族から選ばれる金属を含むものが好ましく、具体的には下記に示すような有機アルミニウム化合物、第I族金属とアルミニウムとの錯アルキル化合物、および第II族金属の有機金属化合物などをあげることができる。
式 R1 mAl(OR2)npq(式中、R1およびR2は炭素原子を通常1〜15個、好ましくは1〜4個含む炭化水素基であり、これらは互いに同一でも異なっていてもよい。
Xはハロゲン原子を表し、0<m≦3、nは0≦n<3、pは0≦p<3、qは0≦q<3の数であり、かつm+n+p+q=3である。)で示される有機アルミニウム化合物(b−1)。
式 M1AlR1 4(式中、M1はLi、NaまたはKであり、R1は前記と同じである。)で示される第I族金属とアルミニウムとの錯アルキル化物(b−2)。
式 R122(式中、R1およびR2は上記と同様であり、M2はMg、ZnまたはCdである。)で示される第II族または第III族のジアルキル化合物(b−3)。
前記有機アルミニウム化合物(b−1)としては、たとえばR1 mAl(OR2)3-m(R1およびR2は前記と同様であり、mは好ましくは1.5≦m≦3の数である。)で示される化合物、R1 mAlX3-m(R1は前記と同様であり、Xはハロゲンであり、mは好ましくは0<m<3である。)で示される化合物、R1 mAlH3-m(R1は前記と同様であり、mは好ましくは2≦m<3である。)で示される化合物、R1 mAl(OR2)nq(R1およびR2は前記と同様であり、Xはハロゲン、0<m≦3、0≦n<3、0≦q<3であり、かつm+n+q=3である。)で示される化合物などをあげることができる。
前記有機ケイ素化合物触媒成分(c)の具体的なものとしては、下記式(2)で表される有機ケイ素化合物などがあげられる。
SiR12 n(OR3)3-n …(2)
(式(2)中、nは0、1または2、R1はシクロペンチル基、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基およびこれらの誘導体からなる群から選ばれる基、R2およびR3は炭化水素基を示す。)
式(2)において、R1の具体的なものとしては、シクロペンチル基、2−メチルシクロペンチル基、3−メチルシクロペンチル基、2−エチルシクロペンチル基、3−プロピルシクロペンチル基、3−イソプロピルシクロペンチル基、3−ブチルシクロペンチル基、3−tert−ブチルシクロペンチル基、2,2−ジメチルシクロペンチル基、2,3−ジメチルシクロペンチル基、2,5−ジメチルシクロペンチル基、2,2,5−トリメチルシクロペンチル基、2,3,4,5−テトラメチルシクロペンチル基、2,2,5,5−テトラメチルシクロペンチル基、1−シクロペンチルプロピル基、1−メチル−1−シクロペンチルエチル基などのシクロペンチル基またはその誘導体;シクロペンテニル基、2−シクロペンテニル基、3−シクロペンテニル基、2−メチル−1−シクロペンテニル基、2−メチル−3−シクロペンテニル基、3−メチル−3−シクロペンテニル基、2−エチル−3−シクロペンテニル基、2,2−ジメチル−3−シクロペンテニル基、2,5−ジメチル−3−シクロペンテニル基、2,3,4,5−テトラメチル−3−シクロペンテニル基、2,2,5,5−テトラメチル−3−シクロペンテニル基などのシクロペンテニル基またはその誘導体;1,3−シクロペンタジエニル基、2,4−シクロペンタジエニル基、1,4−シクロペンタジエニル基、2−メチル−1,3−シクロペンタジエニル基、2−メチル−2,4−シクロペンタジエニル基、3−メチル−2,4−シクロペンタジエニル基、2−エチル−2,4−シクロペンタジエニル基、2,2−ジメチル−2,4−シクロペンタジエニル基、2,3−ジメチル−2,4−シクロペンタジエニル基、2,5−ジメチル−2,4−シクロペンタジエニル基、2,3,4,5−テトラメチル−2,4−シクロペンタジエニル基などのシクロペンタジエニル基またはその誘導体;さらにシクロペンチル基、シクロペンテニル基またはシクロペンタジエニル基の誘導体としてインデニル基、2−メチルインデニル基、2−エチルインデニル基、2−インデニル基、1−メチル−2−インデニル基、1, 3−ジメチル−2−インデニル基、インダニル基、2−メチルインダニル基、2−インダニル基、1,3−ジメチル−2−インダニル基、4,5,6,7−テトラヒドロインデニル基、4,5,6,7−テトラヒドロ−2−インデニル基、4,5,6,7−テトラヒドロ−1−メチル−2−インデニル基、4,5,6,7−テトラヒドロ−1,3−ジメチル−2−インデニル基、フルオレニル基等があげられる。
また式(2)において、R2およびR3の炭化水素基の具体的なものとしては、たとえばアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基などの炭化水素基をあげることができる。R2またはR3が2個以上存在する場合、R2同士またはR3同士は同一でも異なっていてもよく、またR2とR3とは同一でも異なっていてもよい。また式(2)において、R1とR2とはアルキレン基等で架橋されていてもよい。
式(2)で表される有機ケイ素化合物の中ではR1がシクロペンチル基であり、R2がアルキル基またはシクロペンチル基であり、R3がアルキル基、特にメチル基またはエチル基である有機ケイ素化合物が好ましい。
式(2)で表される有機ケイ素化合物の具体的なものとしては、シクロペンチルトリメトキシシラン、2−メチルシクロペンチルトリメトキシシラン、2,3−ジメチルシクロペンチルトリメトキシシラン、2,5−ジメチルシクロペンチルトリメトキシシラン、シクロペンチルトリエトキシシラン、シクロペンテニルトリメトキシシラン、3−シクロペンテニルトリメトキシシラン、2,4−シクロペンタジエニルトリメトキシシラン、インデニルトリメトキシシラン、フルオレニルトリメトキシシランなどのトリアルコキシシラン類;ジシクロペンチルジメトキシシラン、ビス(2−メチルシクロペンチル)ジメトキシシラン、ビス(3−tert−ブチルシクロペンチル)ジメトキシシラン、ビス(2,3−ジメチルシクロペンチル)ジメトキシシラン、ビス(2,5−ジメチルシクロペンチル)ジメトキシシラン、ジシクロペンチルジエトキシシラン、ジシクロペンテニルジメトキシシラン、ジ(3−シクロペンテニル)ジメトキシシラン、ビス(2,5−ジメチル−3−シクロペンテニル)ジメトキシシラン、ジ−2,4−シクロペンタジエニルジメトキシシラン、ビス(2,5−ジメチル−2,4−シクロペンタジエニル)ジメトキシシラン、ビス(1−メチル−1−シクロペンチルエチル)ジメトキシシラン、シクロペンチルシクロペンテニルジメトキシシラン、シクロペンチルシクロペンタジエニルジメトキシシラン、ジインデニルジメトキシシラン、ビス(1,3−ジメチル−2−インデニル)ジメトキシシラン、シクロペンタジエニルインデニルジメトキシシラン、ジフルオレニルジメトキシシラン、シクロペンチルフルオレニルジメトキシシラン、インデニルフルオレニルジメトキシシランなどのジアルコキシシラン類;トリシクロペンチルメトキシシラン、トリシクロペンテニルメトキシシラン、トリシクロペンタジエニルメトキシシラン、トリシクロペンチルエトキシシラン、ジシクロペンチルメチルメトキシシラン、ジシクロペンチルエチルメトキシシラン、ジシクロペンチルメチルエトキシシラン、シクロペンチルジメチルメトキシシラン、シクロペンチルジエチルメトキシシラン、シクロペンチルジメチルエトキシシラン、ビス(2,5−ジメチルシクロペンチル)シクロペンチルメトキシシラン、ジシクロペンチルシクロペンテニルメトキシシラン、ジシクロペンチルシクロペンタジエニルメトキシシラン、ジインデニルシクロペンチルメトキシシランなどのモノアルコキシシラン類;その他、エチレンビスシクロペンチルジメトキシシラン等をあげることができる。
上記のような固体状チタン触媒成分(a)、有機金属化合物触媒成分(b)、および有機ケイ素化合物触媒成分(c)からなる触媒を用いてプロピレンの重合を行うに際して、予め予備重合を行うこともできる。予備重合は、固体状チタン触媒成分(a)、有機金属化合物触媒成分(b)、および必要に応じて有機ケイ素化合物触媒成分(c)の存在下に、オレフィンを重合させる。
予備重合オレフィンとしては、炭素数2〜8のα−オレフィンを用いることができる。具体的には、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−オクテンなどの直鎖状のオレフィン;3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ペンテン、3−エチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ヘキセン、4,4−ジメチル−1−ヘキセン、4,4−ジメチル−1−ペンテン、4−エチル−1−ヘキセン、3−エチル−1−ヘキセンなどの分岐構造を有するオレフィン等を用いることができる。これらは共重合させてもよい。
予備重合は、固体状チタン触媒成分(a)1g当り0.1〜1000g程度、好ましくは0.3〜500g程度の重合体が生成するように行うことが望ましい。予備重合量が多すぎると、本重合における(共)重合体の生成効率が低下することがある。予備重合では、本重合における系内の触媒濃度よりもかなり高濃度で触媒を用いることができる。上記のような触媒を用いてプロピレンを連続多段重合させる際には、本発明の目的を損なわない範囲であれば、いずれかの段であるいは全ての段でプロピレンとエチレンとを共重合させてもよい。
連続多段重合する場合、各段においてはプロピレンをホモ重合させるか、あるいはプロピレンとエチレンとを共重合させてポリプロピレンを製造する。本重合の際には、固体状チタン触媒成分(a)(または予備重合触媒)を重合容積1L当りチタン原子に換算して約0.0001〜50ミリモル、好ましくは約0.001〜10ミリモルの量で用いることが望ましい。有機金属化合物触媒成分(b)は、重合系中のチタン原子1モルに対する金属原子量で約1〜2000モル、好ましくは約2〜500モル程度の量で用いることが望ましい。有機ケイ素化合物触媒成分(c)は、有機金属化合物触媒成分(b)の金属原子1モル当り約0.001〜50モル、好ましくは約0.01〜20モル程度の量で用いることが望ましい。
(プロピレン系重合体(A)の製法)
本発明に用いるプロピレン系重合体(A)は、前述のメタロセン化合物含有触媒存在下あるいは、チーグラーナッタ触媒存在下でプロピレンおよびエチレンを共重合することにより得られる。
重合は、気相重合法あるいは溶液重合法、懸濁重合法などの液相重合法いずれで行ってもよく、各段を別々の方法で行ってもよい。また連続式、半連続式のいずれの方式で行ってもよく、各段を複数の重合器たとえば2〜10器の重合器に分けて行ってもよい。工業的には連続式の方法で重合するのが最も好ましく、この場合2段目以降の重合を2器以上の重合器に分けて行うのが好ましく、これによりジェルの発生を抑制することができる。
重合媒体として、不活性炭化水素類を用いてもよく、また液状のプロピレンを重合媒体としてもよい。また各段の重合条件は、重合温度が約−50〜+200℃、好ましくは約20〜100℃の範囲で、また重合圧力が常圧〜10MPa(ゲージ圧)、好ましくは約0.2〜5MPa(ゲージ圧)の範囲内で適宜選択される。
プロピレン系重合体(A)を製造する場合は、2つ以上の重合器を直列につなげた反応装置で、次の二つの工程([工程1]および[工程2])を連続的に実施することによって得られる。本発明では、二つ以上の反応機を直列に連結した重合装置を用いそれぞれの重合装置で[工程1]を行うことができ、また二つ以上の反応機を直列に連結した重合装置を用いそれぞれの重合装置で[工程2]を行うことができる。
また、上記方法以外でも [工程1]と[工程2]を別々に行い、それぞれで得られたものを単軸押出機、多軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサーなどを用いて溶融混練し、プロピレン系重合体(A)を製造することもできる。以下、[工程1]と[工程2]を連続して実施することによりプロピレン系重合体(A)を製造する方法について記載する。
[工程1]は、重合温度0〜100℃、重合圧力常圧〜5MPaゲージ圧で、プロピレン必要に応じてエチレンを(共)重合させる。[工程1]では、プロピレンに対してエチレンのフィード量を少量とするあるいはエチレンをフィードしないことによって、[工程1]で製造されるプロピレン系(共)重合体がDinsolの主成分となるようにする。又、必要に応じて水素ガスに代表される連鎖移動剤も導入し、〔工程1〕で生成される重合体の極限粘度[η]を調整することも出来る。
[工程2]は、重合温度0〜100℃、重合圧力常圧〜5MPaゲージ圧で、プロピレンと、エチレンとを共重合させる。[工程2]では、プロピレンに対するエチレンのフィード量を[工程1]のときよりも多くすることによって、[工程2]で製造されるプロピレン−エチレン共重合ゴムがDsolの主成分となるようにする。又、必要に応じて水素ガスに代表される連鎖移動剤も導入し、〔工程2〕で生成される重合体の極限粘度〔η〕を調整することも出来る。
プロピレン系重合体(A)は、上記工程[工程1]および[工程2]を連続的に実施することによって得られるが、要件(A1)、つまり前記DinsolとDsolの比率は、上記〔工程1〕および〔工程2〕の重合時間を調整することにより調製することが出来る。つまり、上記〔工程1〕の重合時間を〔工程2〕の重合時間に比較して長くする事で、Dinsolの割合を多く、Dsolの割合を少なくする事が出来る。また、〔工程2〕の重合時間を〔工程1〕の重合時間に比較して長くする事で、Dinsolの割合を少なく、Dsolの割合を多くする事が出来る。
solに係る要件(A2)は〔工程2〕を行う際の、連鎖移動剤として用いる水素ガスのフィード量で調整が可能である。つまり、プロピレンのフィード量またはプロピレンとエチレンをフィードする場合はプロピレンとエチレンのフィード量に対して、水素ガスのフィード量を多くすることにより極限粘度[ηsol]を小さくすることができ、プロピレンのフィード量またはプロピレンとエチレンをフィードする場合はプロピレンとエチレンのフィード量に対して、水素ガスのフィード量を少なくすることにより極限粘度[ηsol]を大きくすることができる。
solに係る要件(A3)は、〔工程2〕を行う際の、プロピレンフィード量とエチレンフィード量を調整することにより調整が可能である。つまり、プロピレンフィード量に対し、エチレンフィード量を多くする事により、前記Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量を多くすることが出来る。また、プロピレンフィード量に対し、エチレンフィード量を少なくする事により、前記Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量を少なくすることが出来る。
insolに係る要件(A4)は、[工程1]を行う際に、連鎖移動剤として用いる水素ガスのフィード量で調整が可能である。つまり、プロピレンのフィード量またはプロピレンとエチレンをフィードする場合はプロピレンとエチレンのフィード量に対して、水素ガスのフィード量を多くすることにより極限粘度[ηinsol]を小さくすることができ、プロピレンのフィード量またはプロピレンとエチレンをフィードする場合はプロピレンとエチレンのフィード量に対して、水素ガスのフィード量を少なくすることにより極限粘度[ηinsol]を大きくすることができる。
要件(A5)は、[工程1]や[工程2]を行う際のプロピレンのフィード量またはプロピレンとエチレンをフィードする場合はプロピレンとエチレンのフィード量に対し、連鎖移動剤としての水素ガスのフィード量の調整をする事により調整が可能である。プロピレンのフィード量またはプロピレンとエチレンをフィードする場合はプロピレンとエチレンのフィード量に対し水素フィード量を多くすることによりMFRを高くすることが出来、プロピレンのフィード量またはプロピレンとエチレンをフィードする場合はプロピレンとエチレンのフィード量に対し水素フィード量を少なくすることによりMFRを低くすることが出来る。
また、上記方法以外でも、重合で得られたプロピレン系重合体を有機過酸化物存在下で溶融混練処理することによりメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)を調整することができる。重合で得られたプロピレン系重合体を、有機過酸化物存在下での溶融混練処理を行うことによりメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は高くなり、有機過酸化物存在下での溶融混練処理を行う際の有機過酸化物の添加量を増やすことでメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)はより高くなる。重合で得られたプロピレン系重合体を有機過酸化物存在下で溶融混練処理する場合、プロピレン系重合体100重量部に対して有機過酸化物を0.005から0.05重量部の間で使用することが望ましい。また、上記有機過酸化物存在下での溶融混練処理は、下記後処理工程後に行ってもよい。
上記有機過酸化物存在下での溶融混練処理で使用することができる有機過酸化物としては、特に限定はされないが、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーベンゾエート、t−ブチルパーアセテート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、2,5−ジ−メチル−2,5−ジ−(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジ−メチル−2,5−ジ−(ベンゾイルパーオキシ)ヘキシン−3、t−ブチル−ジ−パーアジペート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、メチル−エチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジキユミルパーオキサイド、2,5−ジ−メチル−2,5−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5,−ジ−メチル−2,5−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、1,3−ビス−(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、t−ブチルキユミルパーオキサイド、1,1−ビス−(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス−(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ビス−(t−ブチルパーオキシ)ブタン、p−メンタンハイドロパーオキサイド、ジ−イソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、キユメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、p−サイメンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラ−メチルブチルハイドロパーオキサイドもしくは2,5−ジ−メチル−2,5−ジ−(ハイドロパーオキシ)ヘキサンなどの有機過酸化物を例示できる。また、これらのうち、2,5−ジ−メチル−2,5−ジ−(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、1,3−ビス−(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンがより好ましい。
重合終了後、必要に応じて公知の触媒失活処理工程、触媒残渣除去工程、乾燥工程等の後処理工程を行うことにより、プロピレン系重合体(A)がパウダーとして得られる。
〔エチレン・α−オレフィン共重合体(B)〕
本発明のプロピレン系樹脂組成物は、上記要件(B1)〜(B3)を満たすエチレン・α-オレフィン共重合体(B)を含む。なお、「要件(B1)〜(B3)を満たすエチレン・α-オレフィン共重合体(B)」を、「エチレン・α−オレフィン共重合体(B)」とも記す。なお、エチレン・α−オレフィン共重合体(B)は、さらに下記要件(B4)を満たすことが好ましい。
本発明に用いるエチレン・α−オレフィン共重合体(B)は、要件(B1)〜(B3)を満たしていればよく、特に限定はされないが、エチレンおよび炭素数3〜20のα−オレフィンを共重合することにより得られる共重合体が、耐衝撃性及び透明性の特性が良好であるとの観点から好ましい。
炭素数3〜20のα−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、1−エイコセンなどが挙げられる。なかでも透明性・耐衝撃性・剛性・経済性の観点から炭素数4〜10のα−オレフィンが好ましい。
(要件(B1))
本発明に用いるエチレン・α−オレフィン共重合体(B)が、触媒としてシングルサイト触媒を用いて重合されたエチレン・α−オレフィン共重合体である。
シングルサイト触媒としては、例えば、(a)後述するような遷移金属化合物、(b)有機アルミニウムオキシ化合物、(c)微粒子状担体、必要に応じて(d)有機アルミニウム化合物から形成されるシングルサイトのオレフィン重合触媒を用いることができる。
本発明に用いるエチレン・α−オレフィン共重合体(B)がシングルサイト触媒を用いて重合されたエチレン・α−オレフィン共重合体であると、透明性の高いプロピレン系樹脂組成物を得ることができる傾向がある。従来の、いわゆるチーグラーナッタ触媒を用いて重合されたエチレン・α−オレフィン共重合体よりも本発明の(B)成分は組成分布が均一であることから、Dsol成分と相溶化し易く、また分子量分布も狭くなり、低温耐衝撃性を悪化させる要因となる低分子量成分が少なくなる為と推測される。
上記のことから、シングルサイト触媒を用いて重合されたエチレン・α−オレフィン共重合体を用いることで透明性に優れ、さらには低温耐衝撃性に優れたプロピレン系樹脂組成物を得ることができる。
上記シングルサイト触媒としては拘束幾何錯体を含んだ触媒(いわゆる拘束幾何触媒(CGC(constrained geometry catalyst)触媒ともいわれる))、あるいはメタロセン化合物含有触媒などが挙げられる。これらのなかでも、特に低温耐衝撃性が良好であるとの観点からメタロセン化合物含有触媒を用いることが好ましい。
(要件(B2))
本発明に用いるエチレン・α−オレフィン共重合体(B)の密度が900〜919kg/m3である。
エチレン・α−オレフィン共重合体(B)の密度が上記範囲を下回ると、本発明のプロピレン系樹脂組成物から得られた容器等の成形体の剛性、透明性が劣る傾向がある。(B)成分の結晶性の低下およびプロピレン系重合体(A)との屈折率差も大きくなる為と推測される。一方、エチレン・α−オレフィン共重合体(B)の密度が上記範囲を上回ると、本発明のプロピレン系樹脂組成物から得られた容器等の成形体の透明性が低下する傾向がある。これもエチレン・α−オレフィン共重合体(B)とプロピレン系重合体(A)との屈折率差が大きくなる為と考えられる。つまり、エチレン・α−オレフィン共重合体(B)の密度範囲が上記範囲から外れると、透明性が悪化する。
なお、エチレン・α−オレフィン共重合体(B)の密度の調整は、後述する製造条件を調整することにより任意の量とすることができる。
より具体的には、後述するエチレン・α−オレフィン共重合体(B)の重合において、エチレン・αオレフィン共重合体を重合する際の、エチレンとα-オレフィンのフィード量の比率を変える事により調整可能である。具体的には、エチレンのフィード量に対してα-オレフィンのフィード量を多くする事により、密度を低くする事が可能であり、エチレンのフィード量に対してα-オレフィンのフィード量を少なくする事により、密度を高くする事が可能である。
なお、エチレン・α−オレフィン共重合体(B)の密度は、エチレン・α−オレフィン共重合体(B)のメルトフローレート測定時(ASTM D-1238、測定温度190℃、荷重2.16kg)に得られるストランドを、120℃で1時間熱処理し、1時間かけて室温まで徐冷したものをサンプルとして用い、密度勾配管法にて密度の測定を行いエチレン・α−オレフィン共重合体(B)の密度として決定した。
(要件(B3))
本発明に用いるエチレン・α−オレフィン共重合体(B)のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度190℃、荷重2.16kg)が0.1〜50g/10分であり、好ましくは1〜10g/10分であり、より好ましくは2.0〜5.0g/10分である。
エチレン・α−オレフィン共重合体のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度190℃、荷重2.16kg)が上記範囲を下回ると、分子量が高くなる為、容器等の成形体を製造する際の樹脂の流動性が劣り、薄肉化した成形体を製造することが困難となり、エチレン・α−オレフィン共重合体のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度190℃、荷重2.16kg)が上記範囲を上回ると、分子量が低く衝撃に対しての吸収エネルギーが低くなる為、発明のプロピレン系樹脂組成物から得られた容器等の成形体の耐衝撃性が劣る。
なお、エチレン・α−オレフィン共重合体(B)のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度190℃、荷重2.16kg)の調整は、後述する製造条件を調整することにより任意の量とすることができる。
より具体的には、後述するエチレン・α−オレフィン共重合体(B)の重合において、重合する際のエチレンおよび/またはα−オレフィンのフィード量に対する水素ガスのフィード量を調整することで調整することが可能である。重合する際のエチレンガスのフィード量またはエチレンとα−オレフィンをフィードする場合はエチレンおよびα−オレフィンのフィード量に対する水素ガスのフィード量を多くすることでメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度190℃、荷重2.16kg)を高くすることが可能であり、エチレンガスのフィード量またはエチレンとα−オレフィンをフィードする場合はエチレンおよびα−オレフィンのフィード量に対する水素ガスのフィード量を少なくすることでメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度190℃、荷重2.16kg)を低くすることが可能である。
以下エチレン・α−オレフィン共重合体(B)の製造に使用するシングルサイトのオレフィン重合触媒および各触媒成分について説明する。本発明で用いられる(a)遷移金属化合物(以下「成分(a)」と記載することがある。)は、下記式(I)で表わされる遷移金属化合物である。
MLx・・・(I)
(I)式中、Mは周期律表第IVB族から選ばれる遷移金属原子であり、具体的には、ジルコニウム、チタンまたはハフニウムであり、好ましくはジルコニウムである。
xは、遷移金属原子Mの原子価であり、遷移金属原子に配位するLの個数を示す。Lは、遷移金属原子Mに配位する配位子であり、これらのうち少なくとも2個の配位子Lは、シクロペンタジエニル基、メチルシクロペンタジエニル基、エチルシクロペンタジエニル基であるか、または炭素数3〜10の炭化水素基から選ばれる少なくとも1種の置換基を有する置換シクロペンタジエニル基であり、(置換)シクロペンタジエニル基以外の配位子Lは、炭素数1〜12の炭化水素基、アルコシキ基、アリーロキシ基、ハロゲン原子、トリアルキルシリル基または水素原子である。
なお置換シクロペンタジエニル基は、置換基を2個以上有していてもよく、2個以上の置換基は各同一でも異なっていてもよい。置換シクロペンタジエニル基は、置換基を2個以上有する場合は、少なくとも1個の置換基が炭素数3〜10の炭化水素基であればよく、他の置換基は、メチル基、エチル基または炭素数3〜10の炭化水素基である。また、Mに配位している置換シクロペンタジエニル基は同一でも異なっていてもよい。
炭素数3〜10の炭化水素基として具体的には、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基などを例示することができる。より具体的には、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、デシル基などのアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基などのシクロアルキル基;フェニル基、トリル基などのアリール基;ベンジル基、ネオフィル基などのアラルキル基を例示することができる。
これらのうちアルキル基が好ましく、n-プロピル基、n-ブチル基が特に好ましい。本発明では、遷移金属に配位する(置換)シクロペンタジエニル基としては、置換シクロペンタジエニル基が好ましく、炭素数3以上のアルキル基が置換したシクロペンタジエニル基がより好ましく、二置換シクロペンタジエニル基が更に好ましく、1,3-置換シクロペンタジエニル基が特に好ましい。
また上記式(I)において、遷移金属原子Mに配位する(置換)シクロペンタジエニル基以外の配位子Lは、炭素数1〜12の炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、ハロゲン原子、トリアルキルシリル基または水素原子である。
炭素数1〜12の炭化水素基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基などを例示することができ、より具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、デシル基などのアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基などのシクロアルキル基;フェニル基、トリル基などのアリール基;ベンジル基、ネオフィル基などのアラルキル基を例示することができる。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、t-ブトキシ基、ペントキシ基、ヘキソキシ基、オクトキシ基などを例示することができる。
アリーロキシ基としては、フェノキシ基などを例示することができる。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を例示することができる。
トリアルキルシリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリフェニルシリル基などを例示することができる。このような一般式(I)で表わされる遷移金属化合物としては、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(エチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(n-プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(n-ヘキシルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(メチル-n-プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(メチル-n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(ジメチル-n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジブロミド、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムメトキシクロリド、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムエトキシクロリド、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムブトキシクロリド、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムエトキシド、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムメチルクロリド、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムベンジルクロリド、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジベンジル、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムフェニルクロリド、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムハイドライドクロリドなどが挙げられる。なお、上記例示において、シクロペンタジエニル環の二置換体は1,2-および1,3-置換体を含み、三置換体は1,2,3-および1,2,4-置換体を含む。本発明では、上記のようなジルコニウム化合物において、ジルコニウム金属を、チタン金属またはハフニウム金属置き換えた遷移金属化合物を用いることができる。
これらの、一般式(I)で表わされる遷移金属化合物のうちでは、ビス(n-プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(1-メチル-3-n-プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(1-メチル-3-n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドが特に好ましい。
有機アルミニウムオキシ化合物(b)(以下「成分(b)」と記載することがある。)は、従来公知のベンゼン可溶性のアルミノオキサンであってもよく、また特開平2−276807号公報で開示されているようなベンゼン不溶性の有機アルミニウムオキシ化合物であってもよい。
従来公知のアルミノオキサンは、例えば後述するような有機アルミニウム化合物と、吸着水、結晶水、氷、水蒸気などの水とを接触させるか、または後述するような有機アルミニウム化合物と、有機スズ酸化物を反応させることにより製造することができる。
微粒子状担体(c)は、無機あるいは有機の化合物であって、粒径が10〜300μm、好ましくは20〜200μmの顆粒状ないしは微粒子状の固体が使用される。このうち無機担体としては多孔質酸化物が好ましく、具体的にはSiO2、Al23、MgO、ZrO2、TiO2、B23、CaO、ZnO、BaO、ThO2等またはこれらの混合物、例えばSiO2-MgO、SiO2-Al23、SiO2-TiO2、SiO2-V25、SiO2-Cr23、SiO2-TiO2-MgO等を例示することができる。これらの中でSiO2およびAl23からなる群から選ばれた少なくとも1種の成分を主成分とするものが好ましい。
なお、上記無機酸化物には少量のNa2CO3、K2CO3、CaCO3、MgCO3、Na2SO4、Al2(SO43、BaSO4、KNO3、Mg(NO32、Al(NO33、Na2O、K2O、Li2O等の炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、酸化物成分を含有していても差しつかえない。
このような微粒子状担体(c)はその種類および製法により性状は異なるが、本発明に好ましく用いられる微粒子状担体は、比表面積が50〜1000m2/g、好ましくは100〜700m2/gであり、細孔容積が0.3〜2.5cm3/gであることが望ましい。該微粒子状担体は、必要に応じて100〜1000℃、好ましくは150〜700℃で焼成して用いられる。
さらに、微粒子状担体としては、粒径が10〜300μmである有機化合物の顆粒状ないしは微粒子状固体を挙げることができる。これら有機化合物としては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、4-メチル-1-ペンテンなどの炭素原子数が2〜14のα−オレフィンを主成分とする(共)重合体あるいはビニルシクロヘキサン、スチレンを主成分とする重合体もしくは共重合体を例示することができる。
エチレン・α−オレフィン共重合体(B)の製造に用いられるオレフィン重合触媒は、上記成分(a)、成分(b)および(c)微粒子状担体から形成されるが、必要に応じて(d)有機アルミニウム化合物を用いてもよい。
必要に応じて用いられる(d)有機アルミニウム化合物(以下「成分(d)」と記載することがある。)としては、例えば下記一般式(III)で表される有機アルミニウム化合物を例示することができる。
1 nAlX3-n ・・・(III)
(式中、R1 は炭素数1〜12の炭化水素基を示し、Xはハロゲン原子または水素原子を示し、nは1〜3である。)
上記一般式(III)において、R1 は炭素数1〜12の炭化水素基、例えばアルキル基、シクロアルキル基またはアリ−ル基であるが、具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、トリル基などである。
このような有機アルミニウム化合物としては、具体的には以下のような化合物が挙げられる。トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリ2-エチルヘキシルアルミニウムなどのトリアルキルアルミニウム;イソプレニルアルミニウムなどのアルケニルアルミニウム;ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、ジイソプロピルアルミニウムクロリド、ジイソブチルアルミニウムクロリド、ジメチルアルミニウムブロミドなどのジアルキルアルミニウムハライド;メチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、イソプロピルアルミニウムセスキクロリド、ブチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキブロミドなどのアルキルアルミニウムセスキハライド;メチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、イソプロピルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジブロミドなどのアルキルアルミニウムジハライド;ジエチルアルミニウムハイドライド、ジイソブチルアルミニウムハイドライドなどのアルキルアルミニウムハイドライドなど。
また有機アルミニウム化合物(d)として、下記一般式(IV)で表される化合物を用いることもできる。
1 n AlY3-n ・・・(IV)
式(IV)中、R1 は上記一般式(III)中のR1と同様の炭化水素を示し、Yは−OR2基、−OSiR3 3基、−OAlR4 2基、−NR5 2基、−SiR6 3基または−N(R7)AlR8 2基を示し、nは1〜2であり、R2、R3 、R4およびR8はメチル基、エチル基、イソプロピル基、イソブチル基、シクロヘキシル基、フェニル基などであり、R5 は水素原子、メチル基、エチル基、イソプロピル基、フェニル基、トリメチルシリル基などであり、R6 およびR7 はメチル基、エチル基などである。)
このような有機アルミニウム化合物のなでは、R1 n Al(OAlR4 23-nで表される化合物、例えばEt2AlOAlEt2、(iso-Bu)2AlOAl(iso-Bu)2などが好ましい。
上記一般式(III)および(IV)で表される有機アルミニウム化合物の中では、一般式R1 3Alで表される化合物が好ましく、特にR1がイソアルキル基である化合物が好ましい。
エチレン・α−オレフィン共重合体(B)を製造するに際して、上記のような成分(a)、成分(b)および微粒子状担体(c)、必要に応じて成分(d)を接触させることにより調製される触媒が用いられる。
上記各成分の接触は、不活性炭化水素溶媒中で行うことができ、触媒の調製に用いられる不活性炭化水素媒体として具体的には、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、灯油などの脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタンなどの脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;エチレンクロリド、クロルベンゼン、ジクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素あるいはこれらの混合物などを挙げることができる。
エチレン・α−オレフィン共重合体(B)の製造に用いられる触媒は、上記のような成分(a)、成分(b)、微粒子状担体(c)および必要に応じて成分(d)の存在下にオレフィンを予備重合させて得られる予備重合触媒であってもよい。予備重合は、上記のような成分(a)、成分(b)、微粒子状担体(c)および必要に応じて成分(d)の存在下、不活性炭化水素溶媒中にオレフィンを導入することにより行うことができる。
予備重合の際に用いられるオレフィンとしては、エチレンおよび前記と同様の炭素原子数が3〜20のα−オレフィンなどを例示することができる。これらの中では、重合の際に用いられるエチレンまたは、エチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンとの組合せが特に好ましい。
予備重合は、回分式あるいは連続式のいずれでも行うことができ、また減圧、常圧あるいは加圧下のいずれでも行うことができる。予備重合においては、水素を共存させて、少なくとも135℃のデカリン中で測定した極限粘度[η]が0.2〜7dl/gの範囲、好ましくは0.5〜5dl/gであるような予備重合体を製造することが望ましい。
エチレン・α−オレフィン共重合体(B)は、前記のようなオレフィン重合触媒または予備重合触媒の存在下に、エチレンを気相で重合または、エチレンと、炭素数3〜20のα−オレフィンとを気相で共重合することによって得られる。また、必要に応じて水素ガスに代表される連鎖移動剤も導入し、生成される重合体の分子量を調整することが可能であり、その結果、メルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度190℃、荷重2.16kg)を調整する事が可能である。
重合の際には、上記のようなオレフィン重合触媒または予備重合触媒は、重合反応系内の遷移金属原子の濃度として、通常10-8〜10-3グラム原子/リットル、好ましくは10-7〜10-4グラム原子/リットルの量で用いられることが望ましい。
また、重合に際して成分(b)と同様の有機アルミニウムオキシ化合物および/または有機アルミニウム化合物(d)を添加してもよい。この際、有機アルミニウムオキシ化合物および有機アルミニウム化合物に由来するアルミニウム原子(Al)と、遷移金属化合物(a)に由来する遷移金属原子(M)との原子比(Al/M)は、5〜300、好ましくは10〜200、より好ましくは15〜150の範囲である。
重合温度は、通常0〜120℃、好ましくは20〜100℃の範囲である。重合圧力は、通常常圧ないし100kg/cm2 、好ましくは2〜50kg/cm2の加圧条件下であり、重合は、回分式、半連続式、連続式のいずれの方式においても行うことができる。
さらに重合を反応条件の異なる2段以上に分けて行うことも可能である。
エチレン・α−オレフィン共重合体(B)は、上記工程を行うことにより製造されるが、エチレン・α−オレフィン共重合体(B)に関する要件(B2)は上記重合工程におけるエチレンとα−オレフィンのフィード量の比率を調整することで調整が可能である。エチレンのフィード量に対してα-オレフィンのフィード量を多くする事により、密度を低くする事が可能であり、エチレンのフィード量に対してα-オレフィンのフィード量を少なくする事により、密度を高くする事が可能である。
エチレン・α−オレフィン共重合体(B)に関する要件(B3)は、上記重合工程におけるエチレンまたはエチレンとα−オレフィンをフィードする場合にはエチレンおよびα−オレフィンのフィード量と連鎖移動剤としてフィードする水素ガスのフィード量の比率を変えることで調整が可能である。エチレンのフィード量またはエチレンとα−オレフィンをフィードする場合にはエチレンおよびα−オレフィンのフィード量に対して水素ガスのフィード量を多くすることでエチレン・α−オレフィン共重合体(B)のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度190℃、荷重2.16kg)は高くなり、エチレンのフィード量またはエチレンとα−オレフィンをフィードする場合にはエチレンおよびα−オレフィンのフィード量に対して水素ガスのフィード量を少なくすることでエチレン・α−オレフィン共重合体(B)のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度190℃、荷重2.16kg)は低くなる。
〔造核剤〕
本発明のプロピレン系樹脂組成物は造核剤を含む。
本発明のプロピレン系樹脂組成物に含まれる造核剤としては、特に限定はないが、ソルビトール系造核剤、リン系造核剤、カルボン酸金属塩系造核剤、ポリマー造核剤、無機化合物等を用いることができる。造核剤としては、ソルビトール系造核剤、リン系造核剤、ポリマー造核剤を用いることが好ましい。
ソルビトール系造核剤としては例えば、ノニトール,1,2,3−トリデオキシ−4,6:5,7−ビス−O−[(4−プロピルフェニル)メチレン](nonitol 1,2,3 -trideoxy-4,6:5,7 -bis- O-[(4-propylphenyl) methylene])、1,3,2,4−ジベンジリデンソルビトール、1,3,2,4−ジ−(p−メチルベンジリデン)ソルビトール、1,3−p−クロルベンジリデン−2,4−p−メチルベンジリデンソルビトールを用いることができる。
リン系造核剤としては例えば、ナトリウム−ビス−(4―t―ブチルフェニル)フォスフェート、カリウム−ビス−(4―t―ブチルフェニル)フォスフェート、ナトリウム−2,2'−エチリデン−ビス(4,6−ジ―t―ブチルフェニル)フォスフェート、ナトリウム−2,2'−メチレン−ビス(4,6−ジ―t―ブチルフェニル)フォスフェート、ビス(2,4,8,10−テトラ−t−ブチル−6−ヒドロキシ−12H−ジベンゾ〔d,g〕〔1,3,2〕ジオキサホスホシン−6−オキシド)水酸化アルミニウム塩を用いることができる。
カルボン酸金属塩造核剤としては例えば、p−t−ブチル安息香酸アルミニウム塩、アジピン酸アルミニウム、安息香酸ナトリウムを用いることができる。
ポリマー造核剤としては分岐状α−オレフィン重合体が好適に用いられる。分岐状α−オレフィン重合体の例として、3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ペンテン、3−エチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ヘキセン、4,4−ジメチル−1−ヘキセン、4,4−ジメチル−1−ペンテン、4−エチル−1−ヘキセン、3−エチル−1−ヘキセンの単独重合体、あるいはそれら相互の共重合体、さらにはそれらと他のα−オレフィンとの共重合体を挙げることができる。透明性、低温耐衝撃性、剛性の特性が良好であること、および経済性の観点から、特に、3−メチル−1−ブテンの重合体が好ましい。
無機化合物としては例えば、タルク、マイカ、炭酸カルシウムを用いることができる。
これらの造核剤の中でも、透明性、低温耐衝撃性、剛性および低臭気であるとの観点からノニトール,1,2,3−トリデオキシ−4,6:5,7−ビス−O−[(4−プロピフェニル)メチレン]、および/またはビス(2,4,8,10−テトラ−t−ブチル−6−ヒドロキシ−12H−ジベンゾ〔d,g〕〔1,3,2〕ジオキサホスホシン−6−オキシド)水酸化アルミニウム塩を用いることが好ましい。
またこれらの造核剤は一種単独でも、二種以上を用いてもよい。
本発明に用いる造核剤としては、市販品を用いることができ、例えば、ノニトール,1,2,3−トリデオキシ−4,6:5,7−ビス−O−[(4−プロピフェニル)メチレン]は、ミラードNX8000(ミリケン社製)の商品名で市販されており、アデカスタブNA−21(商品名、アデカ社製)はビス(2,4,8,10−テトラ−t−ブチル−6−ヒドロキシ−12H−ジベンゾ〔d,g〕〔1,3,2〕ジオキサホスホシン−6−オキシド)水酸化アルミニウム塩を主成分として含んだ造核剤として市販されている。
本発明のプロピレン系樹脂組成物は、造核剤を含有することにより、本発明の組成物から形成される容器等の成形体の剛性および透明性に優れる。これはプロピレン系樹脂組成物中の結晶の球晶サイズが小さくなり、光の乱反射が低減されることによる透明性の向上と、結晶化度の向上による高剛性化によると推定される。
また、造核剤の含量が、下記範囲より少ないと、剛性および透明性の改良効果が不十分であり、造核剤の含量が下記範囲より多いと、それ以上の改良効果は少なく、経済的でない。
〔プロピレン系樹脂組成物〕
本発明のプロピレン系樹脂組成物は、前述のプロピレン系重合体(A)60〜80重量部、エチレン・α−オレフィン共重合体(B)20〜40重量部および造核剤0.1〜0.4重量部を含み(ただし、プロピレン系重合体(A)およびエチレン・α−オレフィン共重合体(B)の合計を100重量部とする)、好ましくはプロピレン系重合体(A)70〜78重量部、エチレン・α−オレフィン共重合体(B)22〜30重量部および造核剤0.15〜0.35重量部である。
また、本発明のプロピレン系樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で適宜中和剤、酸化防止剤、熱安定剤、耐候剤、滑剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、気泡防止剤、分散剤、難燃剤、抗菌剤、蛍光増白剤、架橋剤、架橋助剤等の添加剤;染料、顔料等の着色剤で例示される他の成分を含んでいてもよい。
本発明のプロピレン系樹脂組成物が、他の成分を含む場合には、通常プロピレン系重合体(A)およびエチレン・α−オレフィン共重合体(B)の合計を100重量部とすると、0.01〜5重量部の範囲で含まれる。
また、本発明のプロピレン系樹脂組成物は、メルトフローレート(MFR)(測定温度230℃、荷重2.16kg)が20〜100g/10分であることが好ましく、30〜80g/10分であることがより好ましく40〜70g/10分であることが更に好ましい。上記範囲では、プロピレン系樹脂組成物を用いて容器等の成形体を成形する際の流動性に優れるため好ましい。
プロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は、プロピレン系樹脂組成物に使用するプロピレン系重合体(A)のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)、あるいはエチレン・α−オレフィン共重合体のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度190℃、荷重2.16kg)を適宜選択することにより調整が可能である。
また、上記方法以外でも、各成分を混練機で溶融混練する際に、有機過酸化物を共存させることにより、調整が可能である。すなわち、溶融混練する際に有機過酸化物を添加すること、あるいは溶融混練する際に、有機過酸化物の添加量を増やすことにより、プロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)を高くすることができる。本発明で使用することができる有機過酸化物としては、特に限定はされないが、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーベンゾエート、t−ブチルパーアセテート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、2,5−ジ−メチル−2,5−ジ−(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジ−メチル−2,5−ジ−(ベンゾイルパーオキシ)ヘキシン−3、t−ブチル−ジ−パーアジペート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、メチル−エチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジキユミルパーオキサイド、2,5−ジ−メチル−2,5−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5,−ジ−メチル−2,5−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、1,3−ビス−(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、t−ブチルキユミルパーオキサイド、1,1−ビス−(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス−(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ビス−(t−ブチルパーオキシ)ブタン、p−メンタンハイドロパーオキサイド、ジ−イソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、キユメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、p−サイメンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラ−メチルブチルハイドロパーオキサイドもしくは2,5−ジ−メチル−2,5−ジ−(ハイドロパーオキシ)ヘキサンなどの有機過酸化物を例示できる。また、これらのうち、2,5−ジ−メチル−2,5−ジ−(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、1,3−ビス−(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンがより好ましい。有機過酸化物を使用する場合、プロピレン系重合体(A)とエチレン・α−オレフィン共重合体(B)の合計100重量部に対して0.005から0.05重量部以下で使用することが望ましい。
本発明のプロピレン系樹脂組成物は、引張弾性率が1300〜1800MPaであることが好ましく、1350〜1700MPaであることがより好ましい。
本発明のプロピレン系樹脂組成物の引張弾性率は、該組成物を型締め力110トンの射出成形機を用いて、シリンダー温度200℃、金型温度40℃の条件で、射出成形することにより得られる引張弾性率用試験片ISOテストピース型(タイプA型)を用いて測定される。本発明のプロピレン系樹脂組成物の引張弾性率は、前記引張弾性率用試験片ISOテストピース型(タイプA型)を用いて、ISO 527−2に定められた引張弾性率試験法に従って測定された値である。なお、引張測定温度は23℃、試験速度は1mm/minで行われる。
本発明のプロピレン系樹脂組成物の引張弾性率が上記範囲内であると、食品包装容器等の容器をはじめとする成形体を従来よりも薄肉化、軽量化しても剛性が高く、大きな荷重がかかっても変形し難い。
本発明のプロピレン系樹脂組成物の引張弾性率は、Dinsol部の含有率や結晶化度によって調整することが出来る。前記の結晶化度は、Dinsol部の立体規則性やプロピレンおよび必要に応じて導入される他のオレフィンの含有率や造核剤の導入などの公知の手段によって制御できる。また立体規則性は触媒の種類や重合温度などの公知の手段によって制御することが可能である。
本発明のプロピレン系樹脂組成物は、主としてDinsolを連続相、すなわち海相とした、いわゆる海島構造をとる。また、Dsolおよびエチレン・α−オレフィン共重合体(B)は主に島層を構成する。このため、本発明のプロピレン系樹脂組成物は高い剛性と耐衝撃性とを両立できる。
また、本発明のプロピレン系樹脂組成物は、下記要件(X1)を満たすことが好ましい。
(要件(X1))
本発明のプロピレン系樹脂組成物は、特定の条件で成形した成形体のスキン層のTEM観察で決定される濃色部の深さ方向の幅が0.4μm以下である。前記の成形体は型締め力100トンの射出成形機を用いて、シリンダー温度200℃、金型温度40℃、射出1次圧力1700Kg/cm2、射出速度30mm/sec、保圧1次圧力350kg/cm2、保圧1次時間4sec、保圧速度4mm/secの条件で、プロピレン系樹脂組成物のペレットを射出成形し、長さ129mm、幅119mm、厚さ1mmに成形されて得られる。次いでTEM観察用の試験片(超薄切片)は以下の様な常法により得られる。
前記成形体表面をナイフなどで切り出し、切り出し片を常法で樹脂包埋する。この樹脂包埋された切り出し片をRuO4結晶とともにガラス瓶に封入し染色を行う。(主としてDsol成分、エチレン・α−オレフィン共重合体(B)部が染色される。)次いで、ウルトラミクロトームを用いて常温で切断し、厚さ50〜120nm程度の超薄切片を作製する。
本発明のプロピレン系樹脂組成物では、この超薄切片をTEM観察することにより得られる画像において、スキン層(成形体表面から深さ2〜5μmの層)の染色部の表面から中心部への方向(深さ方向)の幅が、最大でも0.4μm以下であることが好ましい。前記の深さ方向の幅は、5μm四方の任意の2箇所を観察した場合の値である。
また、本発明のプロピレン重合体組成物は、前記と同様のTEM観察方法で、そのコア層(検体表面から深さ50〜60μmの層)の濃色部の深さ方向の幅が0.7μm以下であることが好ましく、0.2〜0.6μmがより好ましく、0.3〜0.6μmがさらに好ましい。
なお、前記常法による樹脂包埋は、切り出された試験片の表面保護のために行われ、試験片の海島構造への影響はないと見なす。
本発明のプロピレン系樹脂組成物は、前述のプロピレン系重合体(A)、エチレン・α−オレフィン共重合体(B)および造核剤を特定量含み、上記の様な特異な海島構造を有する傾向がある。
本発明のプロピレン系樹脂組成物が要件(X1)を満たすと、剛性、耐衝撃性と透明性とを高いレベルで両立することが出来る。これは微分散した所謂海島構造を有するため、乱反射が少なく、海島界面の面積が広くなることから主としてDsol成分に起因する耐衝撃性が効率良く発現するためと考えられる。
本発明のプロピレン系樹脂組成物は、前述の各成分を上記範囲で含むため、食品包装容器等の容器をはじめとする成形体を製造した際に、従来よりも薄肉化、軽量化した場合であっても剛性、低温耐衝撃性、透明性に優れる。
本発明のプロピレン系樹脂組成物の製造方法は特に限定されないが、該製造方法としては、例えば各成分を混練機で溶融混練して、プロピレン系樹脂組成物を製造する方法が挙げられる。混練機として、例えば単軸混練押出機、多軸混練押出機、ニーダー、バンバリーミキサー、ヘンシェルミキサー等が挙げられる。溶融混練条件は、混練時の剪断、加熱温度、剪断による発熱などによって溶融樹脂の劣化が起こらない限り、特に制限されない。溶融樹脂の劣化を防止する観点から、加熱温度を適正に設定したり、酸化防止剤や熱安定剤を添加したりすることは、効果的である。
本発明のプロピレン系樹脂組成物を公知の成形技術に従い成形することにより、さまざまな成形品を得ることができる。成形技術としては、例えば射出成型、射出延伸ブロー成型、圧縮成形、射出圧縮成形、Tダイフィルム成形、延伸フィルム成形、インフレーションフィルム成形、シート成形、カレンダ成形、圧空成形、真空成形、パイプ成形、異型押出成形、中空成形、ラミネート成形等が挙げられる。
本発明のプロピレン系樹脂組成物から形成される成形体としては、容器、家電部品、日用品等が挙げられる。中でも耐衝撃性・剛性の観点から容器が好ましい。
本発明の容器は、前述のプロピレン系樹脂組成物から形成される。容器としては、洗髪剤・調髪剤・化粧品・洗剤・殺菌剤などの液体日用品用の包装容器;清涼飲料水・水・調味料などの液体用の食品包装容器;ゼリー、プリン、ヨーグルトなどの固体用の食品包装容器;その他の薬品用の包装容器;工業用の液体用の包装容器などとして広範囲に使用できる。
中でも、従来よりも薄肉化、軽量化することが求められるとともに、内容物の視認性に優れ、臭気が少ないことが求められる食品包装容器として好適に用いることができる。
本発明のプロピレン系樹脂組成物から形成される容器(例えば食品包装容器)は射出成形または射出延伸ブロー成形により得られることが好ましい。
射出成形の方法としては例えば射出成形機を用いて下記のような方法で成形を行うことができる。まず、射出機構のホッパー内にプロピレン系樹脂組成物を導入し、およそ200℃〜250℃に加熱してあるシリンダーにプロピレン系樹脂組成物を送り込み、混練可塑化して溶融状態にする。これをノズルから高圧高速(最大圧力700〜1500kg/cm3)で、冷却水あるいは温水等により5〜50℃好ましくは30〜50℃に温調された、型締め機構にて閉じられている金型内に射出する。金型からの冷却により射出されたプロピレン系樹脂組成物を冷却固化させ型締め機構にて金型を開き、成型品を得ることにより行うことができる。
また、射出延伸ブロー成形としては例えば、射出成形機のホッパー内にプロピレン系樹脂組成物を導入し、およそ200℃〜250℃に加熱してあるシリンダーに樹脂を送り込み、混練可塑化して溶融状態にする。これをノズルから高圧高速(最大圧力700〜1500kg/cm3)で、冷却水あるいは温水等により5〜50℃好ましくは10〜30℃に温調された、型締め機構にて閉じられている金型内に射出成型し、そこで1.0〜3.0秒間冷却してプリフォームを形成し、その後直ちに型を開き延伸ロッドを用いて縦方向へと延伸配向し、さらにブロー成形によって横方向へと延伸配向させ成型品を得ることにより行うことができる。
次に本発明について実施例を示してさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
〔プロピレン系重合体(A−1)の製造〕
(1)固体触媒成分の調製
無水塩化マグネシウム95.2g、デカン442mlおよび2−エチルヘキシルアルコール390.6gを130℃で2時間加熱反応を行って均一溶液とした後、この溶液中に無水フタル酸21.3gを添加し、さらに130℃にて1時間攪拌混合を行い、無水フタル酸を溶解させた。
このようにして得られた均一溶液を室温に冷却した後、−20℃に保持した四塩化チタン200ml中に、この均一溶液の75mlを1時間にわたって滴下装入した。装入終了後、この混合液の温度を4時間かけて110℃に昇温し、110℃に達したところでフタル酸ジイソブチル(DIBP)5.22gを添加し、これより2時間同温度にて攪拌保持した。
2時間の反応終了後、熱濾過にて固体部を採取し、この固体部を275mlの四塩化チタンに再懸濁させた後、再び110℃で2時間、加熱した。反応終了後、再び熱濾過にて固体部を採取し、110℃のデカンおよびヘキサンにて溶液中に遊離のチタン化合物が検出されなくなるまで充分洗浄した。
ここで、前記遊離チタン化合物の検出は次の方法で確認した。予め窒素置換した100mlの枝付きシュレンクに上記固体触媒成分の上澄み液10mlを注射器で採取し装入した。次に、窒素気流にて溶媒ヘキサンを乾燥し、さらに30分間真空乾燥した。これに、イオン交換水40ml、50容量%硫酸10mlを装入し30分間攪拌した。この水溶液をろ紙を通して100mlメスフラスコに移し、続いて鉄(II)イオンのマスキング剤としてconc.H3PO4 1mlとチタンの発色試薬として3%H22水溶液 5mlを加え、さらにイオン交換水で100mlにメスアップした。このメスフラスコを振り混ぜ、20分後にUVを用い420nmの吸光度を観測し遊離チタンの検出を行った。この吸収が観測されなくなるまで遊離チタンの洗浄除去および遊離チタンの検出を行った。
上記のように調製された固体状チタン触媒成分(A)は、デカンスラリーとして保存したが、この内の一部を触媒組成を調べる目的で乾燥した。このようにして得られた固体状チタン触媒成分(A)の組成は、チタン2.3重量%、塩素61重量%、マグネシウム19重量%、DIBP 12.5重量%であった。
(2)予備重合触媒成分の調製
内容積500mlの攪拌機付きの三つ口フラスコを窒素ガスで置換した後、脱水処理したヘプタンを400ml、トリエチルアルミニウム19.2mmol、ジシクロペンチルジメトキシシラン3.8mmol、上記固体状チタン触媒成分(A)4gを加えた。内温を20℃に保持し、攪拌しながらプロピレンを導入した。1時間後、攪拌を停止し結果的に固体状チタン触媒成分(A)1g当たり2gのプロピレンが重合した予備重合触媒成分(B)を得た。
(3−1)重合−1(重合[工程1])
内容積10lの攪拌機付きステンレス製オートクレーブを十分乾燥し、窒素置換の後、脱水処理したヘプタン6l、トリエチルアルミニウム12.5mmol、ジシクロペンチルジメトキシシラン0.6mmolを加えた。系内の窒素をプロピレンで置換した後に、水素を0.30MPa-G装入し、続いて攪拌しながらプロピレンを導入した。内温80℃、全圧0.8MPa-Gに系内が安定した後、上記予備重合触媒成分(B)をTi原子換算で0.10mmol含んだヘプタンスラリー20.8mlを加え、プロピレンを連続的に供給しながら80℃で3時間重合を行った。
(3−2)重合−2(重合[工程2])
プロピレン単独重合体の重合終了後(前記[工程1]の後)、内温を30℃まで降温し脱圧した。その後、水素0.10MPa-G装入し、続いてプロピレン/エチレン:(4.0l/min)/(2.4l/min)の混合ガスを導入した。内温60℃、全圧0.30MPa-Gで60分間プロピレン/エチレン共重合を行った。
所定時間経過したところで50mlのメタノールを添加し反応を停止し、降温、脱圧した。内容物を全量フィルター付きろ過槽へ移し60℃に昇温し固液分離した。更に、60℃のヘプタン6lで固体部を2回洗浄した。このようにして得られたプロピレン/エチレン共重合体を真空乾燥した。得られたプロピレン系重合体(A−1)の、メルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は89g/10分、Dinsolは92.02重量%、Dsolは7.98重量%、[ηsol]は1.77dl/g、Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量が30.9重量%、[ηinsol]は0.92dl/gであった。
〔プロピレン系重合体(A−2)の製造〕
プロピレン系重合体(A−1)の製造において、重合−2のプロピレン/エチレン共重合を40分間行った以外はプロピレン系重合体(A−1)の製造と同様にして重合を行った。得られたプロピレン系重合体(A−2)の、メルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は107g/10分、Dinsolは93.80重量%、Dsolは6.20重量%、[ηsol]は1.77dl/g、Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量が30.9重量%、[ηinsol]は0.89dl/gであった。
〔プロピレン系重合体(A−3)の製造〕
プロピレン系重合体(A−1)の製造において、重合−2のプロピレン/エチレン共重合を30分間行った以外はプロピレン系重合体(A−1)の製造と同様にして重合を行った。得られたプロピレン系重合体(A−3)の、メルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は55g/10分、Dinsolは95.80重量%、Dsolは4.20重量%、[ηsol]は1.82dl/g、Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量が29.2重量%、[ηinsol]は0.91dl/gであった。
〔プロピレン系重合体(A−c1)の製造〕
プロピレン系重合体(A−1)の製造において、重合−2のプロピレン/エチレン共重合を70分間行った以外はプロピレン系重合体(A−1)の製造と同様にして重合を行った。得られたプロピレン系重合体(A−c1)の、メルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は74g/10分、Dinsolは90.25重量%、Dsolは9.75重量%、[ηsol]は1.77dl/g、Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量が30.9重量%、[ηinsol]は0.94dl/gであった。
〔プロピレン系重合体(A−c2)の製造〕
プロピレン系重合体(A−1)の製造において、重合−2のプロピレン/エチレン共重合を全圧0.50MPa-Gで120分間行った以外はプロピレン系重合体(A−1)の製造においてと同様にして重合を行った。得られたプロピレン系重合体(A−c2)の、メルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は74g/10分、Dinsolは82.50重量%、Dsolは17.50重量%、[ηsol]は1.94dl/g、Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量が31.0重量%、[ηinsol]は0.81dl/gであった。
〔プロピレン系重合体(A−c3)の製造〕
プロピレン系重合体(A−c2)の製造において、重合−2のプロピレン/エチレン共重合を90分間行った以外はプロピレン系重合体(A−c2)の製造と同様にして重合を行った。得られたプロピレン系重合体(A−c3)の、メルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は89g/10分、Dinsolは85.70重量%、Dsolは14.30重量%、[ηsol]は1.94dl/g、Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量が31.0重量%、[ηinsol]は0.81dl/gであった。
〔プロピレン系重合体(A−c4)の製造〕
プロピレン系重合体(A−c2)の製造において、重合−2のプロピレン/エチレン共重合を60分間行った以外はプロピレン系重合体(A−c2)の製造と同様にして重合を行った。得られたプロピレン系重合体(A−c4)の、メルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は107g/10分、Dinsolは88.80重量%、Dsolは11.20重量%、[ηsol]は1.94dl/g、Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量が31.0重量%、[ηinsol]は0.81dl/gであった。
〔プロピレン系重合体(A−c5)の製造〕
プロピレン系重合体(A−1)の製造において、重合−1(プロピレン単独重合時)で装入する水素を0.20MPa-Gとし、重合−2のプロピレン/エチレン共重合時にプロピレン/エチレン:(4.0l/min)/(2.0l/min)の混合ガスを導入して30分間行った以外はプロピレン系重合体(A−1)の製造と同様にして重合を行った。得られたプロピレン系重合体(A−c5)の、メルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は102g/10分、Dinsolは95.03重量%、Dsolは4.97重量%、[ηsol]は1.83dl/g、Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量が24.1重量%、[ηinsol]は1.10dl/gであった。
〔プロピレン系重合体(A−c6)の製造〕
プロピレン系重合体(A−1)の製造において、重合−1(プロピレン単独重合時)で装入する水素を0.20MPa-Gとし、重合−2を行う際、水素を0.1MPa−G装入し、続いてプロピレン/エチレン:(4.0l/min)/(2.4l/min)の混合ガスを装入する全圧を0.50MPa-Gとして30分間行った以外はプロピレン系重合体(A−1)の製造と同様にして重合を行った。得られたプロピレン系重合体(A−c6)の、メルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は55g/10分、Dinsolは95.80重量%、Dsolは4.20重量%、[ηsol]は2.35dl/g、Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量が29.2重量%、[ηinsol]は1.08dl/gであった。
〔プロピレン系重合体(A−4)の製造〕
(1)固体状チタン触媒成分の調製
直径12mmの鋼球9kgの入った内容積4Lの粉砕用ポットを4個装備した振動ミルを用意した。各ポットに窒素雰囲気中で塩化マグネシウム300g、フタル酸ジイソブチル115mL、四塩化チタン60mLを加え40時間粉砕した。
上記粉砕により得られた共粉砕物75gを 5Lのフラスコに入れトルエン 1.5Lを加え114℃で30分間攪拌処理し、次いで静置して上澄液を除去した。次いでn-ヘプタン 1.5Lを用いて20℃で3回、固形分を洗浄しさらに1.5Lのn-ヘプタンに分散して遷移金属触媒成分スラリーとした。得られた遷移金属触媒成分はチタンを2重量%含有しフタル酸ジイソブチルを18重量%含有していた。
(2)前重合触媒の製造
上記遷移金属触媒成分115g、トリエチルアルミニウム65.6mL、2−イソブチル−2−イソプロピル−1,3−ジメトキシプロパン22.1mL、ヘプタン115Lを内容量200Lの攪拌機付きオートクレーブに挿入し、内温5℃に保ちプロピレンを1150g挿入し、60分間攪拌しながら反応させた。重合終了後、四塩化チタン15.8mLを装入し、前重合触媒とした。この前重合触媒は遷移金属触媒成分1g当りポリプロピレンを10g含んでいた。
(3)本重合
内容量1000Lの攪拌機付きベッセル重合器に、プロピレンを140kg/時間、上記前重合触媒を遷移金属触媒成分として1.2g/時間、トリエチルアルミニウム20.9mL/時間、ジシクロペンチルジメトキシシラン2.3mL/時間を連続的に供給し、水素を気相部の水素濃度が13.0mol%になるように供給した。重合温度67.5℃、圧力3.5MPa/Gで重合を行った。
得られたスラリーは内容量500Lの攪拌機付きベッセル重合器へ送り、更に重合を行った。重合器へは、プロピレンを30kg/時間、水素を気相部の水素濃度が8.9mol%になるように供給した。重合温度68℃、圧力3.4MPa/Gで重合を行った。
得られたスラリーは内容量500Lの攪拌機付きベッセル重合器へ送り、更に重合を行った。重合器へは、プロピレンを20kg/時間、水素を気相部の水素濃度が7.3mol%になるように供給した。重合温度68.5℃、圧力3.3MPa/Gで重合を行った。
得られたスラリーは内容量500Lの攪拌機付きベッセル重合器へ送り、更に重合を行った。重合器へは、プロピレンを15kg/時間、水素を気相部の水素濃度が7.2mol%、重合温度60℃、圧力3.2MPa/Gとなるようにエチレンを装入した。ジエチレングリコールエチルアセテートを遷移金属触媒成分中のTi成分あたり100モル倍の割合で添加した。
得られたスラリーは失活、気化後、気固分離を行った。プロピレン重合体は、78kg/hで得られた。得られたプロピレン系重合体は、乾燥機に導入して、80℃で真空乾燥を行った。
得られたプロピレン系重合体(A−4)の、メルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は120g/10分、Dinsolは93.90重量%、Dsolは6.10重量%、[ηsol]は1.40dl/g、Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量が26.7重量%、[ηinsol]は0.89dl/gであった。
〔プロピレン系重合体(A−5)の製造〕
重合方法を以下の様に変えた以外は、プロピレン系重合体(A−4)の製造と同様の方法で行った。
(1)本重合
内容量1000Lの攪拌機付きベッセル重合器に、プロピレンを140kg/時間、上記前重合触媒を遷移金属触媒成分として1.2g/時間、トリエチルアルミニウム20.9mL/時間、ジシクロペンチルジメトキシシラン2.3mL/時間を連続的に供給し、水素を気相部の水素濃度が12.5mol%になるように供給した。重合温度67.5℃、圧力3.5MPa/Gで重合を行った。
得られたスラリーは内容量500Lの攪拌機付きベッセル重合器へ送り、更に重合を行った。重合器へは、プロピレンを30kg/時間、水素を気相部の水素濃度が8.5mol%になるように供給した。重合温度68℃、圧力3.4MPa/Gで重合を行った。
得られたスラリーは内容量500Lの攪拌機付きベッセル重合器へ送り、更に重合を行った。重合器へは、プロピレンを20kg/時間、水素を気相部の水素濃度が6.9mol%になるように供給した。重合温度68.5℃、圧力3.3MPa/Gで重合を行った。
得られたスラリーは内容量500Lの攪拌機付きベッセル重合器へ送り、更に重合を行った。重合器へは、プロピレンを15kg/時間、水素を気相部の水素濃度が6.7mol%、重合温度57℃、圧力3.2MPa/Gとなるようにエチレンを装入した。ジエチレングリコールエチルアセテートを遷移金属触媒成分中のTi成分あたり108モル倍の割合で添加した。
得られたスラリーは失活、気化後、気固分離を行った。プロピレン重合体は、77kg/hで得られた。得られたプロピレン系重合体は、乾燥機に導入して、80℃で真空乾燥を行った。
得られたプロピレン系重合体(A−5)の、メルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は118g/10分、Dinsolは94.60重量%、Dsolは5.40重量%、[ηsol]は1.45dl/g、Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量が30.0重量%、[ηinsol]は0.88dl/gであった。
〔プロピレン系重合体(A−6)の製造〕
重合方法を以下の様に変えた以外は、プロピレン系重合体(A−4)の製造と同様の方法で行った。
(1)本重合
内容量1000Lの攪拌機付きベッセル重合器に、プロピレンを140kg/時間、上記前重合触媒を遷移金属触媒成分として1.2g/時間、トリエチルアルミニウム20.9mL/時間、ジシクロペンチルジメトキシシラン2.3mL/時間を連続的に供給し、水素を気相部の水素濃度が11.85mol%になるように供給した。重合温度67.5℃、圧力3.4MPa/Gで重合を行った。
得られたスラリーは内容量500Lの攪拌機付きベッセル重合器へ送り、更に重合を行った。重合器へは、プロピレンを30kg/時間、水素を気相部の水素濃度が8.0mol%になるように供給した。重合温度68℃、圧力3.3MPa/Gで重合を行った。
得られたスラリーは内容量500Lの攪拌機付きベッセル重合器へ送り、更に重合を行った。重合器へは、プロピレンを20kg/時間、水素を気相部の水素濃度が6.5mol%になるように供給した。重合温度68.5℃、圧力3.2MPa/Gで重合を行った。
得られたスラリーは内容量500Lの攪拌機付きベッセル重合器へ送り、更に重合を行った。重合器へは、プロピレンを15kg/時間、水素を気相部の水素濃度が2.3mol%、重合温度60℃、圧力3.0MPa/Gとなるようにエチレンを装入した。ジエチレングリコールエチルアセテートを遷移金属触媒成分中のTi成分あたり109モル倍の割合で添加した。
得られたスラリーは失活、気化後、気固分離を行った。プロピレン重合体は、77kg/hで得られた。得られたプロピレン系重合体は、乾燥機に導入して、80℃で真空乾燥を行った。
得られたプロピレン系重合体(A−6)の、メルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は105g/10分、Dinsolは94.70重量%、Dsolは5.30重量%、[ηsol]は2.30dl/g、Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量が26.5重量%、[ηinsol]は0.90dl/gであった。
〔プロピレン系重合体(A−7)の製造〕
重合方法を以下の様に変えた以外は、プロピレン系重合体(A−4)の製造と同様の方法で行った。
(1)本重合
内容量1000Lの攪拌機付きベッセル重合器に、プロピレンを140kg/時間、上記前重合触媒を遷移金属触媒成分として1.2g/時間、トリエチルアルミニウム20.9mL/時間、ジシクロペンチルジメトキシシラン2.3mL/時間を連続的に供給し、水素を気相部の水素濃度が13.5mol%になるように供給した。重合温度67.5℃、圧力3.5MPa/Gで重合を行った。
得られたスラリーは内容量500Lの攪拌機付きベッセル重合器へ送り、更に重合を行った。重合器へは、プロピレンを30kg/時間、水素を気相部の水素濃度が9.2mol%になるように供給した。重合温度68℃、圧力3.4MPa/Gで重合を行った。
得られたスラリーは内容量500Lの攪拌機付きベッセル重合器へ送り、更に重合を行った。重合器へは、プロピレンを20kg/時間、水素を気相部の水素濃度が7.5mol%になるように供給した。重合温度68.5℃、圧力3.3MPa/Gで重合を行った。
得られたスラリーは内容量500Lの攪拌機付きベッセル重合器へ送り、更に重合を行った。重合器へは、プロピレンを15kg/時間、水素を気相部の水素濃度が3.2mol%、重合温度60℃、圧力3.1MPa/Gとなるようにエチレンを装入した。ジエチレングリコールエチルアセテートを遷移金属触媒成分中のTi成分あたり101モル倍の割合で添加した。
得られたスラリーは失活、気化後、気固分離を行った。プロピレン重合体は、78kg/hで得られた。得られたプロピレン系重合体は、乾燥機に導入して、80℃で真空乾燥を行った。
得られたプロピレン系重合体(A−7)の、メルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は120g/10分、Dinsolは94.00重量%、Dsolは6.00重量%、[ηsol]は2.00dl/g、Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量が27.7重量%、[ηinsol]は0.90dl/gであった。
〔プロピレン系重合体(A−c7)の製造〕
重合方法を以下の様に変えた以外は、プロピレン系重合体(A−4)の製造と同様の方法で行った。
(1)本重合
内容量1000Lの攪拌機付きベッセル重合器に、プロピレンを140kg/時間、上記前重合触媒を遷移金属触媒成分として1.4g/時間、トリエチルアルミニウム20.9mL/時間、ジシクロペンチルジメトキシシラン2.6mL/時間を連続的に供給し、水素を気相部の水素濃度が16.2mol%になるように供給した。重合温度63.5℃、圧力3.5MPa/Gで重合を行った。
得られたスラリーは内容量500Lの攪拌機付きベッセル重合器へ送り、更に重合を行った。重合器へは、プロピレンを30kg/時間、水素を気相部の水素濃度が12.4mol%になるように供給した。重合温度64.5℃、圧力3.4MPa/Gで重合を行った。
得られたスラリーは内容量500Lの攪拌機付きベッセル重合器へ送り、更に重合を行った。重合器へは、プロピレンを20kg/時間、水素を気相部の水素濃度が7.9mol%になるように供給した。重合温度67℃、圧力3.3MPa/Gで重合を行った。
得られたスラリーは内容量500Lの攪拌機付きベッセル重合器へ送り、更に重合を行った。重合器へは、プロピレンを15kg/時間、水素を気相部の水素濃度が4.8mol%、重合温度60℃、圧力3.2MPa/Gとなるようにエチレンを装入した。ジエチレングリコールエチルアセテートを遷移金属触媒成分中のTi成分あたり86モル倍の割合で添加した。
得られたスラリーは失活、気化後、気固分離を行った。プロピレン重合体は、75kg/hで得られた。得られたプロピレン系重合体は、乾燥機に導入して、80℃で真空乾燥を行った。
得られたプロピレン系重合体(A−c7)の、メルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は193g/10分、Dinsolは93.60重量%、Dsolは6.40重量%、[ηsol]は1.67dl/g、Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量が28.3重量%、[ηinsol]は0.76dl/gであった。
〔プロピレン系重合体(A−c8)の製造〕
重合方法を以下の様に変えた以外は、プロピレン系重合体(A−4)の製造と同様の方法で行った。
(1)本重合
内容量1000Lの攪拌機付きベッセル重合器に、プロピレンを140kg/時間、上記前重合触媒を遷移金属触媒成分として0.7g/時間、トリエチルアルミニウム20.9mL/時間、ジシクロペンチルジメトキシシラン1.4mL/時間を連続的に供給し、水素を気相部の水素濃度が5.3mol%になるように供給した。重合温度72℃、圧力3.4MPa/Gで重合を行った。
得られたスラリーは内容量500Lの攪拌機付きベッセル重合器へ送り、更に重合を行った。重合器へは、プロピレンを30kg/時間、水素を気相部の水素濃度が3.6mol%になるように供給した。重合温度71.5℃、圧力3.3MPa/Gで重合を行った。
得られたスラリーは内容量500Lの攪拌機付きベッセル重合器へ送り、更に重合を行った。重合器へは、プロピレンを20kg/時間、水素を気相部の水素濃度が2.6mol%になるように供給した。重合温度71℃、圧力3.2MPa/Gで重合を行った。
得られたスラリーは内容量500Lの攪拌機付きベッセル重合器へ送り、更に重合を行った。重合器へは、プロピレンを15kg/時間、水素を気相部の水素濃度が2.6mol%、重合温度58℃、圧力3.1MPa/Gとなるようにエチレンを装入した。ジエチレングリコールエチルアセテートを遷移金属触媒成分中のTi成分あたり68モル倍の割合で添加した。
得られたスラリーは失活、気化後、気固分離を行った。プロピレン重合体は、78kg/hで得られた。得られたプロピレン系重合体は、乾燥機に導入して、80℃で真空乾燥を行った。
得られたプロピレン系重合体(A−c8)の、メルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は31g/10分、Dinsolは88.20重量%、Dsolは11.80重量%、[ηsol]は2.23dl/g、Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量が30.0重量%、[ηinsol]は1.17dl/gであった。
〔エチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)の製造〕
(触媒の調製)
充分に窒素置換した300リットルの反応器に600℃で10時間乾燥したシリカ10.0kgとトルエン154リットルとを装入し、懸濁状にして0℃まで冷却した。その後、この懸濁液に、メチルアミノキサンのトルエン溶液(Al=3.02モル/リットル)23.4リットルを1時間かけて滴下した。この際、系内の温度を0〜5℃の範囲に保った。引続き0℃で30分間反応させ、次いで1.5時間かけて95℃まで昇温し、その温度で4時間反応させた。その後60℃まで降温し、上澄み液をデカンテーション法により除去した。このようにして得られた固体成分をトルエンで2回洗浄した後、トルエン100リットルで再懸濁し、全量を160リットルとした。
このようにして得られた懸濁液に、ビス(1,3−n−ブチルメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドのトルエン溶液(Zr=25.6ミリモル/リットル)20.0リットルを35℃で30分間かけて滴下し、さらに35℃で2時間反応させた。その後、上澄み液を除去し、ヘキサンで2回洗浄することにより、固体触媒成分1g当り3.2mgのジルコニウムを含有する固体触媒成分(1)を得た。
(予備重合触媒の調製)
充分に窒素置換した350リットルの反応器に、上記で調製した固体触媒成分(1)7.0kgとヘキサンを装入し、全容積を285リットルにした。系内を10℃まで冷却した後、エチレンを8Nm3/hrの流量で5分間ヘキサン中に吹き込んだ。この間、系内の温度は、10〜15℃に保持した。その後、エチレンの供給を停止し、ジイソブチルアルミニウムハイドライド(DIBALH)を2.4モルおよび1−ヘキセンを1.2kg装入した。系内を密閉系にした後、8Nm3/hrの流量でエチレンの供給を再度開始した。15分後、エチレンの流量を2Nm3/hrに下げ、系内の圧力を0.08MPaGにした。この間に、系内の温度は35℃まで上昇した。その後、系内の温度を32〜35℃に調節しながら、エチレンを4Nm3/hrの流量で3.5時間供給した。この間、系内の圧力は0.07〜0.08MPaGに保持されていた。次いで、系内を窒素により置換を行った後、上澄み液を除去し、ヘキサンで2回洗浄した。このようにして固体触媒成分1g当たり3gのポリマーが予備重合された予備重合触媒(2)を得た。
(重合)
連続式流動床気相重合装置を用い、全圧2.0MPaG、重合温度80℃、ガス線速0.7m/秒で、エチレンと1−ヘキセンとの共重合を行った。
上記で調製した予備重合触媒(2)を4.1g/hrおよびTIBAを5ミリモル/hrの割合で連続的に供給しながら重合を開始した。重合の間一定のガス組成を維持するためにエチレン、1-ヘキセン、水素、窒素を連続的に供給した(ガス組成;1−ヘキセン/エチレン=0.03、水素/エチレン=4.2×10-4、エチレン濃度=71%)。得られたエチレン・1−ヘキセン共重合体の収量は6.0kg/hrであり、密度が913kg/m3であり、MFRが3.8g/10分であった。
なお、得られたエチレン・1−ヘキセン共重合体をエチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)とも記す。
〔エチレン・α−オレフィン共重合体(B−2)の製造〕
前記エチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)の製造(重合)においてガス組成を、1−ヘキセン/エチレン=0.02、水素/エチレン=4.6×10-4、エチレン濃度70%に変更した以外は、エチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)の製造と同様にして、エチレン・1−ヘキセン共重合体を得た。得られたエチレン・1−ヘキセン共重合体の収量は5.8kg/hrであり、密度が924kg/m3であり、MFR(ASTM D−1238、測定温度190℃、荷重2.16kg)が3.8g/10分であった。
なお、得られたエチレン・1−ヘキセン共重合体を、エチレン・α−オレフィン共重合体(B−2)とも記す。
〔エチレン・α−オレフィン共重合体(B−3)の製造〕
連続式流動床気相重合装置を用い、全圧2.0MPaG、重合温度70℃、ガス線速0.7m/秒で、エチレンと1−ヘキセンとの共重合を行った。
上記で調製した予備重合触媒(2)を4.1g/hrおよびTIBAを5ミリモル/hrの割合で連続的に供給しながら重合を開始した。重合の間一定のガス組成を維持するためにエチレン、1-ヘキセン、水素、窒素を連続的に供給した(ガス組成:1−ヘキセン/エチレン=0.033、水素/エチレン=4.4×10-4、エチレン濃度=49.7%)。得られたエチレン・1−ヘキセン共重合体の収量は6.0kg/hrであり、密度が903kg/m3であり、MFR(ASTM D−1238、測定温度190℃、荷重2.16kg)が3.8g/10分であった。
なお、得られたエチレン・1−ヘキセン共重合体をエチレン・α−オレフィン共重合体(B−3)とも記す。
〔エチレン・α−オレフィン共重合体(B−4)の製造〕
前記エチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)の製造(重合)においてガス組成を、1−ヘキセン/エチレン=0.0205、水素/エチレン=5.45×10-4、エチレン濃度56.4%に変更した以外は、エチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)の製造と同様にして、エチレン・1−ヘキセン共重合体を得た。得られたエチレン・1−ヘキセン共重合体の収量は5.8kg/hrであり、密度が918kg/m3であり、MFR(ASTM D−1238、測定温度190℃、荷重2.16kg)が3.8g/10分であった。
なお、得られたエチレン・1−ヘキセン共重合体を、エチレン・α−オレフィン共重合体(B−4)とも記す。
〔実施例1〕
プロピレン系重合体(A−1)を75重量部およびエチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)を25重量部、さらに造核剤としてミラードNX8000(ミリケン社製)を0.30重量部、および添加剤としてリン系酸化防止剤[トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト]を0.10重量部、中和剤としてステアリン酸カルシウムを0.09重量部、滑剤としてエルカ酸アミドを0.07重量部を、ヘンシェルミキサーにて攪拌混合し、その混合物をナカタニ機械社製の二軸押出機(NR−36)を用いて下記条件にて溶融混練しストランドを得た。
(二軸押出機条件)
型式:NR−36
スクリュー回転数250rpm
樹脂温度200℃
得られたストランドを水冷後ペレタイザーにて切断する事によりプロピレン系樹脂組成物のペレットを得た。このペレットを用いて、下記に示したとおりの方法でプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)の測定を実施した。本実施例1で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は57g/10分であった。結果を表1に示した。
次いで、該ペレットを用いて型締め力110トンの電動射出成形機(日精樹脂工業社製NEX110−12E)を用いて、シリンダー温度200℃、金型温度40℃の条件で、引張弾性率用試験片ISOテストピース型(タイプA型)を射出成形し、引張弾性率測定用の試験片を得た。
該ペレットから、型締め力100トンの電動射出成形機(ファナック社製オートショットTシリーズモデル100D)を用いて、シリンダー温度200℃、金型温度40℃の条件で、長さ129mm、幅119mm、厚さ1mmの試験片を射出成形しヘイズ測定用角板試験片を得た。
該ペレットから、型締め力100トンの電動射出成形機(ファナック社製オートショットTシリーズモデル100D)を用いて、シリンダー温度200℃、金型温度40℃の条件で、長さ129mm、幅119mm、厚さ2mmの高速衝撃試験測定用角板試験片を作成した。
これら試験片を用いて、引張弾性率、ヘイズ、高速衝撃試験(以下、HRITと称す)を測定した。これらの結果を表1に示した。
また、前記プロピレン系樹脂組成物のペレットを用いて、成形体(TEM観察用)を得た。具体的には、型締め力100トンの電動射出成形機(ファナック社製オートショットTシリーズモデル100D)を用いて、シリンダー温度200℃、金型温度40℃、射出1次圧力1700Kg/cm2、射出速度30mm/sec、保圧1次圧力350kg/cm2、保圧1次時間4sec、保圧速度4mm/secの条件で、前記プロピレン系樹脂組成物のペレットを射出成形し、長さ129mm、幅119mm、厚さ1mmの成形体(TEM観察用)を得た。
〔実施例2〕
プロピレン系重合体(A−1)を、プロピレン系重合体(A−2)に変更した以外は実施例1と同様に行った。本実施例2で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は63g/10分であった。結果を表1に示した。
〔実施例3〕
プロピレン系重合体(A−3)を80重量部およびエチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)を20重量部、さらに造核剤としてミラードNX8000(ミリケン社製)を0.30重量部、および添加剤としてリン系酸化防止剤[トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト]を0.10重量部、中和剤としてステアリン酸カルシウムを0.09重量部、滑剤としてエルカ酸アミドを0.07重量部、さらに、有機過酸化物として2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン(日本油脂社製、商品名:パーヘキサ25B)0.012重量部を、ヘンシェルミキサーにて攪拌混合し、その混合物をナカタニ機械社製の二軸押出機(NR−36)にて下記条件にて溶融混練しストランドを得た。
(二軸押出機条件)
型式:NR−36
スクリュー回転数250rpm
樹脂温度200℃
得られたストランドを水冷後ペレタイザーにて切断する事によりプロピレン系樹脂組成物のペレットを得た。このペレットを用いて、下記に示したとおりの方法でプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)の測定を実施した。本実施例3で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は47g/10分であった。結果を表1に示した。
次いで、該ペレットを用いて型締め力110トンの電動射出成形機(日精樹脂工業社製NEX110−12E)を用いて、シリンダー温度200℃、金型温度40℃の条件で、引張弾性率用試験片ISOテストピース型(タイプA型)を射出成形し、引張弾性率測定用の試験片を得た。
該ペレットから、型締め力100トンの電動射出成形機(ファナック社製オートショットTシリーズモデル100D)を用いて、シリンダー温度200℃、金型温度40℃の条件で、長さ129mm、幅119mm、厚さ1mmの試験片を射出成形しヘイズ測定用角板試験片を得た。
該ペレットから、型締め力100トンの電動射出成形機(ファナック社製オートショットTシリーズモデル100D)を用いて、シリンダー温度200℃、金型温度40℃の条件で、長さ129mm、幅119mm、厚さ2mmの高速衝撃試験測定用角板試験片を作成した。
これら試験片を用いて、引張弾性率、ヘイズ、高速衝撃試験(以下、HRITと称す)を測定した。結果を表1に示した。
〔実施例4〕
プロピレン系重合体(A−3)を77重量部、エチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)を23重量部用いた以外は実施例3と同様に行った。本実施例4で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は52g/10分であった。結果を表1に示した。
〔実施例5〕
プロピレン系重合体(A−3)を75重量部、エチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)を25重量部用いた以外は実施例3と同様に行った。本実施例5で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は56g/10分であった。結果を表1に示した。
また、本実施例で得られたプロピレン系樹脂組成物のペレットを用いて、成形体(TEM観察用)を得た。具体的には、型締め力100トンの電動射出成形機(ファナック社製オートショットTシリーズモデル100D)を用いて、シリンダー温度200℃、金型温度40℃、射出1次圧力1700Kg/cm2、射出速度30mm/sec、保圧1次圧力350kg/cm2、保圧1次時間4sec、保圧速度4mm/secの条件で、前記プロピレン系樹脂組成物のペレットを射出成形し、長さ129mm、幅119mm、厚さ1mmの成形体(TEM観察用)を得た。
本実施例で得られたプロピレン系樹脂組成物のペレットを用いて、以下の方法で、容器を成形した。
型締め力100トンの電動射出成形機(ファナック社製オートショットTシリーズモデル100D)を用いて、シリンダー温度250℃、金型温度20℃、射出1次圧力1700Kg/cm2、射出速度70mm/sec、保圧1次圧力、2次圧力900、830kg/cm2、保圧1次時間、保圧2次時間3sec、3sec、保圧速度4mm/secの条件で、プロピレン系樹脂組成物のペレットを射出成形し、高さ78.15mm、直径90.21mm、側面肉厚0.5mmの容器を射出成形した。
得られた容器の側面を切り取り、JIS K 7136に定められたヘイズ試験法に従って日本電色工業社製NDH2000を用いて測定したヘイズ値は、約8%であった。また、容器を用いて、インテスコ社製205型、試験速度300mm/min、試験温度23℃で圧縮試験を実施した圧縮強度は、556Nであり、透明性が良好であり、かつ、金型離型時に重要な剛性も付与していた。
〔実施例6〕
プロピレン系重合体(A−3)を70重量部、エチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)を30重量部用いた以外は実施例3と同様に行った。本実施例6で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は44g/10分であった。結果を表1に示した。
〔実施例7〕
造核剤としてミラードNX8000(ミリケン社製)を、アデカスタブNA−21(アデカ社製)に変更し、造核剤としてアデカスタブNA−21を0.25重量部用いた以外は実施例5と同様に行った。本実施例7で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は48g/10分であった。結果を表1に示した。
〔比較例1〕
プロピレン系重合体(A−1)を、プロピレン系重合体(A−c1)に変更した以外は実施例1と同様に行った。本比較例1で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は48g/10分であった。結果を表2に示した。本比較例ではプロピレン系重合体(A−c1)を用いている為、本願請求項に関わる要件(A1)のプロピレン系重合体のDinsolが本願請求範囲より少なくDsolが本願請求範囲より多い。このため剛性(引張弾性率)、が劣っていた。
〔比較例2〕
プロピレン系重合体(A−1)を、プロピレン系重合体(A−c2)に変更した以外は実施例1と同様に行った。本比較例2で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は49g/10分であった。結果を表2に示した。本比較例ではプロピレン系重合体(A−c2)を用いている為、本願請求項に関わる要件(A1)のプロピレン系重合体のDinsolが本願請求範囲より少なくDsolが本願請求範囲より多い。このため剛性(引張弾性率)、透明性(ヘイズ)が劣っていた。
〔比較例3〕
プロピレン系重合体(A−1)を、プロピレン系重合体(A−c3)に変更した以外は実施例1と同様に行った。本比較例3で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は54g/10分であった。結果を表2に示した。本比較例ではプロピレン系重合体(A−c3)を用いている為、本願請求項に関わる要件(A1)のプロピレン系重合体のDinsolが本願請求範囲より少なくDsolが本願請求範囲より多い。このため剛性(引張弾性率)、透明性(ヘイズ)が劣っていた。
〔比較例4〕
プロピレン系重合体(A−1)を、プロピレン系重合体(A−c4)に変更した以外は実施例1と同様に行った。本比較例4で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は61g/10分であった。結果を表2に示した。本比較例ではプロピレン系重合体(A−c4)を用いている為、本願請求項に関わる要件(A1)のプロピレン系重合体のDinsolが本願請求範囲より少なくDsolが本願請求範囲より多い。このため剛性(引張弾性率)、透明性(ヘイズ)が劣っていた。
〔比較例5〕
プロピレン系重合体(A−1)を、プロピレン系重合体(A−c5)に変更した以外は実施例1と同様に行った。本比較例5で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は43g/10分であった。結果を表2に示した。本比較例ではプロピレン系重合体(A−c5)を用いている為、本願請求項に関わる要件(A3)のプロピレン系重合体のDsolが中のエチレンに由来する構成単位の重量が本願請求範囲より少ない。このため低温耐衝撃性(HRIT(延性))が劣っていた。
〔比較例6〕
プロピレン系重合体(A−c6)を90重量部、エチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)を10重量部用い、造核剤を用いなかった以外は実施例3と同様に行った。本比較例6で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は48g/10分であった。結果を表2に示した。本比較例ではプロピレン系重合体(A−c6)を90重量部、エチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)を10重量部用いている。この為、本願請求項1に記載のプロピレン系重合体(A)とエチレン・α−オレフィン共重合体(B)の配合比率よりプロピレン系重合体(A)の配合比率が多く、エチレン・α−オレフィン共重合体(B)配合比率が少ない。また、造核剤も配合されていない。このため透明性(ヘイズ)に劣っていた。
〔比較例7〕
プロピレン系重合体(A−c6)を70重量部、エチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)を30重量部用いた以外は比較例6と同様に行った。本比較例7で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は35g/10分であった。結果を表2に示した。本比較例では造核剤が配合されていない。このため剛性(引張弾性率)、透明性(ヘイズ)に劣っていた。
〔比較例8〕
エチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)を、エチレン・α−オレフィン共重合体(B−2)に変更した以外は、比較例7と同様に行った。本比較例8で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は36g/10分であった。結果を表2に示した。本比較例ではエチレン・α−オレフィン共重合体(B−2)を用いている為、本願請求項に関わる要件(B2)のエチレン・α−オレフィン共重合体の密度が、本願請求範囲より高い。また、造核剤も配合されていない。このため剛性(引張弾性率)、透明性(ヘイズ)が劣っていた。
〔比較例9〕
造核剤ミラードNX8000(ミリケン社製)を0.30重両部用いた以外は、比較例8と同様に行った。本比較例9で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は37g/10分であった。結果を表2に示した。本願請求項に関わる要件(B2)のエチレン・α−オレフィン共重合体の密度が、本願請求範囲より高い。このため透明性(ヘイズ)が劣っていた。
〔比較例10〕
エチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)を、シングルサイト触媒ではない、いわゆるチーグラーナッタ触媒にて製造される、プライムポリマー社製ウルトゼックス15150J(MFR15g/10分(ASTM D−1238、測定温度190℃、荷重2.16kg):密度915kg/m3)に変更した以外実施例5と同様に行った。本比較例9で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は65g/10分であった。結果を表2に示した。本比較例ではエチレン・α−オレフィン共重合体にシングルサイト触媒ではない、いわゆるチーグラーナッタ触媒で重合されたプライムポリマー社製ウルトゼックス15150Jを用いている為、低温耐衝撃性(HRIT(延性))が劣っていた。
〔比較例11〕
造核剤としてミラードNX8000(ミリケン社製)を、ゲルオールMD(新日本理化社製)に変更した以外は比較例10と同様に行った。本比較例11で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は65g/10分であった。結果を表2に示した。本比較例ではエチレン・α−オレフィン共重合体にシングルサイト触媒ではない、いわゆるチーグラナッタ触媒で重合されたプライムポリマー社製ウルトゼックス15150Jを用いている為、本願請求項に関わる要件(B1)を満たさない。このため低温耐衝撃性(HRIT(延性))が劣っていた。また、造核剤として新日本理化社製ゲルオールMDを用いている為、臭気が強かった。
〔実施例8〕
プロピレン系重合体(A−4)を73.5重量部およびエチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)を26.5重量部用いた以外は、実施例1と同様に行った。本実施例8で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は65g/10分であった。結果を表3に示した。
〔実施例9〕
プロピレン系重合体(A−5)を75重量部およびエチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)を25重量部用いた以外は、実施例1と同様に行った。本実施例9で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は62g/10分であった。結果を表3に示した。
〔実施例10〕
プロピレン系重合体(A−6)を73.5重量部およびエチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)を26.5重量部用いた以外は、実施例1と同様に行った。本実施例10で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は55g/10分であった。結果を表3に示した。
〔実施例11〕
プロピレン系重合体(A−3)を75重量部およびエチレン・α−オレフィン共重合体(B−3)を25重量部用いた以外は実施例1と同様に行なった。本実施例11で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は52g/10分であった。結果を表3に示した。
〔実施例12〕
エチレン・α−オレフィン共重合体(B−4)を用いた以外は、実施例11と同様に行なった。本実施例12で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は53g/10分であった。結果を表3に示した。
〔実施例13〕
プロピレン系重合体(A−7)を73.5重量部およびエチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)を26.5重量部用いた以外は、実施例1と同様に行った。本実施例13で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は58g/10分であった。結果を表3に示した。
〔比較例12〕
プロピレン系重合体(A−1)を、プロピレン系重合体(A−c7)に変更した以外は実施例1と同様に行った。本比較例12で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は90g/10分であった。結果を表4に示した。本比較例ではプロピレン系重合体(A−c7)を用いている為、本願請求項に関わる要件(A1)のプロピレン系重合体のメルトフローレートが本願請求範囲より高い。このため透明性(ヘイズ)が劣っていた。
〔比較例13〕
プロピレン系重合体(A−3)を90重量部、エチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)を10重量部用いた以外は実施例1と同様に行った。本比較例13で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は68g/10分であった。結果を表4に示した。本比較例では、本願請求項に関わる要件(B)のエチレン・α−オレフィン共重合体の重量部範囲が本願請求範囲より少ないため、低温耐衝撃性(HRIT(延性))および透明性(ヘイズ)が劣っていた。
また、本比較例で得られたプロピレン系樹脂組成物のペレットを用いて、成形体(TEM観察用)を得た。具体的には、型締め力100トンの電動射出成形機(ファナック社製オートショットTシリーズモデル100D)を用いて、シリンダー温度200℃、金型温度40℃、射出1次圧力1700Kg/cm2、射出速度30mm/sec、保圧1次圧力350kg/cm2、保圧1次時間4sec、保圧速度4mm/secの条件で、前記プロピレン系樹脂組成物のペレットを射出成形し、長さ129mm、幅119mm、厚さ1mmの成形体(TEM観察用)を得た。
〔比較例14〕
プロピレン系重合体(A−3)を50重量部、エチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)を50重量部用いた以外は比較例13と同様に行った。本比較例14で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は28g/10分であった。結果を表4に示した。本比較例では、本願請求項に関わる要件(A)のプロピレン系重合体重量部および要件(B)のエチレン・α−オレフィン共重合体の重量部範囲が本願請求範囲よりはずれているため、剛性(引張弾性率)が劣っていた。
〔比較例15〕
プロピレン系重合体(A−c8)を70重量部、エチレン・α−オレフィン共重合体(B−5)として、東ソー社製ペトロセン342(MFR8g/10分(ASTM D−1238、測定温度190℃、荷重2.16kg):密度919kg/m3)を30重量部用いた以外は、実施例1と同様に行った。本比較例15で得られたプロピレン系樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)は18g/10分であった。結果を表4に示した。本比較例ではプロピレン系重合体(A−c8)を用いている為、本願請求項に関わる要件(A1)のプロピレン系重合体のDinsolが本願請求範囲より少なくDsolが本願請求範囲より多い。このため。このため剛性(引張弾性率)、透明性(ヘイズ)が劣っていた。
〔評価方法〕
以下に記載の方法にしたがい、プロピレン系重合体(A)、エチレン・α−オレフィン共重合体(B)またはプロピレン系樹脂組成物の物性を測定した。結果を表1、3(実施例)、表2、4(比較例)に示す。
〔DinsolおよびDsol
プロピレン系重合体(A)のDinsolおよびDsolの割合は以下の方法により求めた。
プロピレン系重合体(A)のサンプル5gにn−デカン200mlを加え、145℃、30分間加熱溶解を行い、溶液(1)を得る。次に約2時間かけて、溶液を室温25℃まで冷却を行い、25℃で30分間放置し、析出物(α)を含む溶液(2)を得る。その後、溶液(2)から析出物(α)を目開き約15μmの濾布でろ別し、析出物(α)を乾燥させた後、析出物(α)の重量を測定する。該析出物(α)の重量をサンプル重量(5g)で除したものを、n−デカン不溶部(Dinsol)の割合とする。また、析出物(α)をろ別した溶液(2)を、溶液(2)の約3倍量のアセトン中に入れ、n−デカン中に溶解していた成分を析出させ、析出物(β)を得る。その後、析出物(β)をガラスフィルター(G2、目開き約100〜160μm)でろ別し、乾燥させた後、析出物(β)の重量を測定する。このときの析出物(β)の重量をサンプル重量(5g)で除したものをn−デカン可溶部(Dsol)の割合とする。なお、前述の実施例においては、析出物(β)をろ別したろ液側を濃縮乾固しても残渣は認められなかった。
〔Dsolの、テトラリン中135℃で測定した極限粘度[ηsol]〕
プロピレン系重合体(A)の前記Dsolの、テトラリン中135℃で測定した極限粘度[ηsol]は下記のようにして決定した。
サンプルは、前記のDinsolおよびDsolの割合を求めた際に得られた析出物(β)を用いた。このサンプル約25mgをテトラリン25mlに溶解し、135℃のオイルバス中で比粘度ηspを測定する。このテトラリン溶液にテトラリン溶媒を5ml追加して希釈後、同様にして比粘度ηspを測定する。この希釈操作をさらに2回繰り返し、濃度(C)を0に外挿した時のηsp/Cの値を極限粘度として求め、この値をDsolの、テトラリン中135℃で測定した極限粘度[ηsol]とした。
〔Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量〕
プロピレン系重合体(A)前記Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量は13C−NMRの測定に基づき下記のようにして測定・算出し決定した。
サンプルは、前記のDinsolおよびDsolの割合を求めた際に得られた析出物(β)を用いた。この析出物(β)を試料として、下記条件にて13C−NMRの測定を行った。
13C-NMR測定条件
測定装置:日本電子製LA400型核磁気共鳴装置
測定モード:BCM(Bilevel Complete decoupling)
観測周波数:100.4MHz
観測範囲:17006.8Hz
パルス幅:C核45°(7.8μ秒)
パルス繰り返し時間:5秒
試料管:5mmφ
試料管回転数:12Hz
積算回数:20000回
測定温度:125℃
溶媒:1,2,4−トリクロロベンゼン:0.35ml/重ベンゼン:0.2ml
試料量:約40mg
測定で得られたスペクトルより、下記文献(1)に準じて、モノマー連鎖分布(トリアッド(3連子)分布)の比率を決定し、プロピレン系重合体のDsol中のエチレンに由来する構成単位のモル分率(mol%) (以下E(mol%)と記す)およびプロピレンに由来する構成単位のモル分率(mol%) (以下P(mol%)と記す)を算出した。求められたE(mol%)およびP(mol%)から下記(式1)に従い重量%に換算しプロピレン系重合体のDsol中のエチレンに由来する構成単位の重量(重量%)(以下E(wt%)と記す)を算出した。
文献(1):Kakugo,M.; Naito,Y.; Mizunuma,K.; Miyatake,T., Carbon-13 NMR determination of monomer sequence distribution in ethylene-propylene copolymers prepared with delta-titanium trichloride-diethylaluminum chloride. Macromolecules 1982, 15, (4), 1150-1152
E (wt%)=E(mol%)×28×100/[P(mol%)×42+E(mol%)×28]・・・(式1)
〔Dinsolの、テトラリン中135℃で測定した極限粘度[ηinsol]〕
プロピレン系重合体(A)の前記Dinsolの、テトラリン中135℃で測定した極限粘度[ηinsol]は下記のようにして決定することが出来る。
サンプルは、前記のDinsolおよびDsolの割合を求めた際に得られた析出物(α)を用いた。このサンプル約25mgをテトラリン25mlに溶解し、135℃のオイルバス中で比粘度ηspを測定する。このテトラリン溶液にテトラリン溶媒を5ml追加して希釈後、同様にして比粘度ηspを測定する。この希釈操作をさらに2回繰り返し、濃度(C)を0に外挿した時のηsp/Cの値を極限粘度として求め、この値をDinsolの、テトラリン中135℃で測定した極限粘度[ηinsol]とした。
〔メルトフローレート〕
プロピレン系重合体(A)のメルトフローレートは、ASTM D−1238(230℃ 2.16kg荷重)に従って測定した。
エチレン・α−オレフィン共重合体(B)の密度は、下記のようにして決定することができる。
エチレン・α−オレフィン共重合体(B)の、測定温度190℃における2.16kg荷重でのメルトフローレート測定時(ASTM D-1238)に得られるストランドを、120℃で1時間熱処理し、1時間かけて室温まで徐冷したものをサンプルとして用い、密度勾配管法にて密度の測定を行いエチレン・α−オレフィン共重合体(B)の密度とし決定した。
エチレン・α−オレフィン共重合体(B)のメルトフローレートは、ASTM D−1238(測定温度190℃、荷重2.16kg)に従って測定した。
プロピレン系樹脂組成物のメルトフローレートは、ASTM D−1238(測定温度230℃ 2.16kg荷重)に従って測定した。
〔引張弾性率〕
各実施例、比較例で得た引張弾性率測定用の試験片の引張弾性率は、ISO 527−2に定められた引張弾性率試験法に従って測定した。なお、引張測定温度は23℃、試験速度は1mm/min、テストピースは上記射出成形で得られたISO 527−2に記載の、タイプA型を用い、試験機は、東洋精機製作所社製ストログラフV10−Cであった。この、引張弾性率の評価結果を剛性の指標とした。つまり、引張弾性率の値が大きいほど剛性に優れている。
〔ヘイズ〕
各実施例比較例で得たヘイズ測定用角板試験片のヘイズは、JIS K 7136に定められたヘイズ試験法に従って日本電色工業社製NDH2000を用いて測定した。試験片は上記射出成形で得られた、長さ129mm、幅119mm、厚さ1mmの試験片を用いた。この、ヘイズの評価結果を透明性の指標とした。つまり、値の小さいものが透明性に優れているとした。
〔低温耐衝撃性〕
各実施例比較例で得た高速衝撃試験測定用角板試験片を用い、高速衝撃試験(HRIT)をASTM (D 3763−02)に定められた高速衝撃試験法に従って測定した。試験片は、上記の射出成形で得られた長さ129mm、幅119mm、厚さ2mmの試験片を使用した。詳しくは、島津製作所社測定器(島津サーボパルサ高速衝撃試験機HTM−10KN型恒温付き)を用いて、測定条件下−20℃にて2時間試験片を調整後、3m/sの速度で打撃芯(1/2インチ直径の半球状先端を使用)を角板中央に打撃し、破壊や貫通に至るまでに試料が吸収したエネルギーをもとめた。角板は3インチ直径の穴のあいたクランプで支えている。なお、表中、延性とは、全エネルギーから降伏までのエネルギーを引いたもので、どれだけ延性破壊しているかを見る指標とした。この値が大きいほど、低温耐衝撃性に優れているとした。
〔臭気〕
プロピレン系樹脂組成物の臭気は、該組成物のペレット10gを100ml三角フラスコに入れ、蓋栓をして密封し、100℃オーブンで1時間加熱後取出し、直後に蓋栓を開け、発生した臭気を官能試験にて以下のように優劣判断した。
AA・・・臭気無し
BB・・・若干臭気有り
CC・・・臭気有り
〔TEM観察〕
実施例1および5、比較例13で得られた前記成形体(TEM観察用)の表面近傍の断面をTEM観察するため、試験片をさらに小さく切り出し、得られた切り出し片を表面保護の目的で樹脂包埋した。樹脂包埋された切り出し片をTEM観察時のコントラスト付与のため、RuO4結晶とともにガラス瓶に封入し12〜16時間程度染色を行った。その後、ウルトラミクロトーム(ライカ社製)により常温にてTEM観察用検体である、厚さ50〜120nm程度の超薄切片を作製した。該超薄切片(TEM観察用検体)を、透過型電子顕微鏡(TEM:日立ハイテクノロジーズ社製H−7650 加速電圧100kV程度)を用いて観察を実施した。
なお、TEM観察により得られたTEM画像について、超薄切片(TEM観察用検体)のスキン層(成形体(TEM観察用)表面から深さ2〜5μmの層)およびコア層(成形体(TEM観察用)表面から深さ50〜60μmの層)の観察を行った。
TEM観察によると、実施例1および5では、スキン層における濃色部の深さ方向の幅が、0.4μm以下であった。
また、実施例1および5では、コア層(検体表面から深さ50〜60μmの層)の濃色部の深さ方向の幅が0.7μm以下であった。

Claims (11)

  1. 下記要件(A1)〜(A5)を満たすプロピレン系重合体(A)60〜80重量部、下記要件(B1)〜(B3)を満たすエチレン・α−オレフィン共重合体(B)20〜40重量部(ただし、プロピレン系重合体(A)およびエチレン・α−オレフィン共重合体(B)の合計を100重量部とする)、および造核剤0.1〜0.4重量部を含むプロピレン系樹脂組成物。
    (A1):プロピレン系重合体(A)のn‐デカンに不溶な成分(Dinsol)が90.5〜97.0重量%であり、n‐デカンに可溶な成分(Dsol)が3.0〜9.5重量%である(ただし、DinsolとDsolとの合計を100重量%とする)
    (A2):前記Dsolの、テトラリン中135℃で測定した極限粘度[ηsol]が1.0〜2.5dl/gである
    (A3):前記Dsol中のエチレンに由来する構成単位の重量が、前記Dsol100重量%中25〜35重量%である
    (A4):前記Dinsolの、テトラリン中135℃で測定した極限粘度[ηinsol]が0.8〜1.1dl/gである
    (A5):プロピレン系重合体(A)のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)が35〜170g/10分である
    (B1):エチレン・α−オレフィン共重合体(B)が、触媒としてシングルサイト触媒を用いて重合されたエチレン・α−オレフィン共重合体である
    (B2):エチレン・α−オレフィン共重合体(B)の密度が900〜919kg/m3である
    (B3):エチレン・α−オレフィン共重合体(B)のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度190℃、荷重2.16kg)が0.1〜50g/10分である
  2. 前記プロピレン系重合体(A)が下記要件(A2’)を満たし、前記エチレン・α−オレフィン共重合体(B)が、下記要件(B3’)を満たすことを特徴とする請求項1に記載のプロピレン系樹脂組成物。
    (A2’):前記Dsolの、テトラリン中135℃で測定した極限粘度[ηsol]が1.5〜2.5dl/gである
    (B3’):エチレン・α−オレフィン共重合体(B)のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度190℃、荷重2.16kg)が1〜10g/10分である
  3. メルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度230℃、荷重2.16kg)が20〜100g/10分である請求項1または2に記載のプロピレン系樹脂組成物。
  4. 前記エチレン・α−オレフィン共重合体(B)のメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、測定温度190℃、荷重2.16kg)が2.0〜5.0g/10分である請求項1〜3のいずれか一項に記載のプロピレン系樹脂組成物。
  5. 前記プロピレン系樹脂組成物が下記要件(X1)を満たすことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のプロピレン系樹脂組成物。
    (X1):型締め力100トンの射出成形機を用いて、シリンダー温度200℃、金型温度40℃、射出1次圧力1700Kg/cm2、射出速度30mm/sec、保圧1次圧力350kg/cm2、保圧1次時間4sec、保圧速度4mm/secの条件で、プロピレン系樹脂組成物のペレットを射出成形し、長さ129mm、幅119mm、厚さ1mmの成形体を得て、該成形体をさらに小さく切り出し、得られた切り出し片を樹脂包埋し、樹脂包埋された切り出し片をRuO4結晶とともにガラス瓶に封入し染色を行い、ウルトラミクロトームを用いて常温で切断することにより得られた、超薄切片を、TEMを用いて観察することにより得られるTEM画像において、スキン層(成形体表面から深さ2〜5μmの層)の濃色部の深さ方向の幅が0.4μm以下である
  6. 引張弾性率が1300〜1800MPaである請求項1〜5のいずれか一項に記載のプロピレン系樹脂組成物。
  7. 請求項1〜6のいずれか一項に記載のプロピレン系樹脂組成物から形成される成形体。
  8. 請求項1〜6のいずれか一項に記載のプロピレン系樹脂組成物から形成される容器。
  9. 請求項1〜6のいずれか一項に記載のプロピレン系樹脂組成物から形成される食品包装容器。
  10. 請求項1〜6のいずれか一項に記載のプロピレン系樹脂組成物を射出成形または射出延伸ブロー成型することにより得られる容器。
  11. 請求項1〜6のいずれか一項に記載のプロピレン系樹脂組成物を射出成形または射出延伸ブロー成型することにより得られる食品包装容器。
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